4 ธาตุใหม่เติมเต็มตารางธาตุในคาบ 7
นายเดชา พูลสวัสดิ์
นักวิชาการวิทยาศาสตร์ศึกษา
ตารางธาตุ (periodic table) เป็นตารางแสดงรายชื่อธาตุและสมบัติบางประการของธาตุ โดยจัดเรียงธาตุตามเลขอะตอม (จำนวนโปรตอนในนิวเคลียส) การจัดเรียงอิเล็กตรอน (electron configuration) และสมบัติของธาตุที่ซ้ำกันหรือคล้ายกันตามหมู่ (แถวธาตุในแนวตั้ง และตามคาบ (แถวธาตุในแนวนอน) วิธีการจัดเรียงธาตุตามที่กล่าวมาแล้ว ทำให้สามารถใช้ประโยชน์ของตารางธาตุเพื่อการอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างสมบัติของธาตุแต่ละธาตุ ใช้ทำนายสมบัติของธาตุที่ยังไม่ถูกค้นพบ สมบัติของธาตุที่คั้นพบใหม่ หรือธาตุที่สังเคราะห์ขึ้นได้ ทั้งนี้ เมื่อ 2 3 ปีที่ผ่านมา หลายท่านอาจได้ยินข่าวเกี่ยวกับการค้นพบธาตุใหม่ จำนวน 4 ธาตุ และเป็นการเติมเต็มธาตุในคาบที่ 7 ของตารางธาตุ ดังภาพ
ภาพ 1 ตารางธาตุ
ที่มา https://th.wikipedia.org/wilki/ตารางธาตุ
ภาพ 2 สัญลักษณ์ธาตุตามระบบตัวเลขเป็นภาษาลาดินและชื่อธาตุที่เป็นทางการ
ตารางธาตุปัจจุบันมีธาตุทั้งสิ้น 118 ราตุ จัดเรียงธาตุตามเลขอะตอมและสมบัติที่คล้ายคลึงกัน ของธาตุ โดยธาตุที่มีเลขอะตอมตั้งแต่ 100 ขึ้นไป และยังไม่มีชื่อที่ยอมรับเป็นสากล IUPAC ได้กำหนดให้เรียกชื่อธาตุตามระบบตัวเลขเป็นภาษาละติน โดยธาตุที่มีเลขอะตอม 110 – 119 ให้ขึ้นต้นด้วยคำว่า”Unun-” และใช้สัญลักษณ์เป็น “Uu-” เช่น ธาตุที่มีเลขอะตอม 115 มีชื่อว่า Ununpenium ใช้สัญลักษณ์เป็น Uup ซึ่งจากภาพจะเห็นว่าในตารางธาตุมี 4 ช่องที่มีสัญลักษณ์เป็น Uut Uup Uus และ Uuo นั่นแสดงว่าเป็นธาตุที่ยังไม่ถูกคันพบ หรือเป็นธาตุที่ถูกค้นพบแล้วแต่ยังไม่มีชื่อสากล และเมื่อวันที่ 28 พฤศจิกายน พ.ศ.2559 ทั้งสี่ธาตุนี้ได้รับการประกาศชื่อและสัญลักษณ์ธาตุอย่างเป็นทางการจาก IUPAC ที่ Research Triangles Park รัฐ North Carolina ประเทศสหรัฐอเมริกา ดังนี้
การตั้งชื่อธาตุมีหลักการอย่างไร
ชื่อธาตุที่มีการค้นพบใหม่ไม่ใช่ว่าอยากตั้งชื่ออะไรก็ได้ การตั้งชื่อต้องเป็นไปตามข้อกำหนด ของ IUPAC โดยชื่อธาตุอาจมีที่มา หรือมีรากศัพท์มาจากชื่อของเทพเจ้าในตำนานโบราณ ชื่อของแร่ชื่อสถานที่ค้นพบ ชื่อนักวิทยาศาสตร์หรือตั้งชื่อตามสมบัติของธาตุ นอกจากนี้คำลงท้ายของชื่อธาตุต้องมีความคล้ายคลึงกับธาตุในหมู่เดียวกันคือ ธาตุหมู่ 1 – 16 ให้ลงท้ายด้วยคำว่า “เนm” ธาตุหมู่ 17 ลงท้ายด้วยคำว่า “-ine” และธาตุหมู่ 18 ลงท้ายด้วยคำว่า ” 0″ ตัวอย่างชื่อธาตุที่สอดคล้องกับหลักการตั้งชื่อธาตุที่ IUPAC กำหนด เช่น ธาตุ titanium (T) มาจากชื่อของเทพเจ้ากรีกโบราณที่ชื่อว่า “titanos หรือ titan” ธาตุ carbon (C) มาจากรากศัพท์ภาษาละตินว่า “carbo หรือ coaI” แปลว่าถ่านซึ่งเป็นแร่ที่ถูกเผาแล้วเกิดการลุกไหม้ให้ความร้อน ธาตุ caliomium (C) มาจากสถานที่ที่คั่นพบคือ University of California ที่ Berkeley รัฐแคลิฟอร์เนีย ธาตุ einsteinium (Es) มาจากชื่อนักวิทยาศาสตร์คือ อัลเบิร์ต ไอส์ไตน์ ธาตุ radon (Rn) ตั้งซื่อตามสมบัติของธาตุเรเดียม ซึ่งสามารถแผ่รังสีได้
สำหรับชื่อของธาตุที่ถูกคันพบใหม่ 3 ใน 4 ถูกตั้งชื่อตามสถานที่คันพบ ได้แก่ กาตุ nihonium (Nh) ถูกสังเคราะห์ขึ้นที่ห้องปฏิบัติการ RIKEN Nishina Center for Accelerator Based Science ประเทศญี่ปุ่น คำว่า “nihon” ในภาษาญี่ปุ่นแปลว่า ญี่ปุ่น หรืออีกนัยหนึ่งหมายถึงแดนอาทิตย์อุทัย นับเป็นธาตุแรกที่ถูกค้นพบในเอเชีย
ธาตุ moscovium (Mc) และธาตุ tennessine (Ts) คันพบโดยความร่วมมือของสถาบันร่วมวิจัยนิวเคลียร์ (The Joint Institute for Nuclear Research: JINR) ซึ่งมีสมาชิกทั้งในประเทศรัสเซีย และสหรัฐอเมริกา โดยธาตุ moscovium มาจากคำว่า “Moscow” ซึ่งเป็นชื่อเมืองหลวงของประเทศรัสเซีย มีความเจริญทั้งในด้านเศรษฐกิจ การเงิน และการศึกษา และยังเป็นที่ตั้งของสถาบัน JINP ที่ทำการทดลองสังเคราะห์ธาตุ Mc ด้วย และธาตุ tennessine มาจากคำว่า “Tennessee” ซึ่งเป็นชื่อรัฐหนึ่งในประเทศสหรัฐอเมริกา และเป็นที่ตั้งของสถาบันวิจัย Oak Ridge National Laboratory มหาวิทยาลัย Vanderbiltและมหาวิทยาลัยแห่งรัฐเทนเนสซี ณ เมือง Knoxville ที่ได้ทำการวิจัยร่วมกับสถาบัน JINR เพื่อทดลองสังเคราะห์ธาตุ Ts ส่วนธาตุ oganesson (Og) เป็นธาตุเดียวที่ตั้งตามชื่อนักวิทยาศาสตร์ เพื่อเป็นเกียรติให้กับศาสตราจารย์ Yuri Organessian (เกิดในปี ค.ศ. 1933) ซึ่งยังมีชีวิตและเป็นผู้ได้อุทิศตนให้แก่การศึกษาวิจัยธาตุในกลุ่ม transacinoid หรือ transactinides หรือ super heavy elements การสังเคราะห์ธาตุ Og เป็นความร่วมมือระหว่างประเทศของสถาบัน JINR ประเทศรัสเซียและสถาบัน Lawrence Livermore National Laboratory ประเทศสหรัฐอเมริกา
ที่มา https://chemiis.files.wordpress.com/2016/06/e0b898e0b8b2e-0b895e0b8b8e0b983e0b8abe0b8a1e0b988.jpg7w-646
ธาตุทั้งสี่เหมือนและแตกต่างอย่างไร
สมบัติที่ว่าเหมือนกันคือ ธาตุทั้งสี่เป็นธาตุสังเคราะห์ (Manmade) ซึ่งเกิดขึ้นจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ ในห้องปฏิบัติการ เป็นธาตุกัมมันตรังสีและเป็นธาตุในกลุ่ม transactinoid แต่ธาตุทั้งสี่ก็มีสมบัติเฉพาะที่แตกต่างกัน ไม่ว่าจะเป็นการจัดเรียงอิเล็กตรอนในอะตอม มวลอะตอม จำนวนไอโซโทปและครึ่งชีวิต
อย่างไรก็ตามการค้นพบธาตุทั้งสี่ได้ทำให้ตารางธาตุปัจจุบันมีความสมบูรณ์ยิ่งขึ้นทุกธาตุมีชื่อและสัญลักษณ์ของตัวเอง นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์ยังคงดำเนินการค้นหาธาตุต่อจากคาบที่ 7 ในตารางธาตุ อีกต่อไปด้วย
บทความนี้เป็นส่วนหนึ่งของนิตยสาร สสวท. ผู้อ่านสามารถติดตามบทความที่น่าสนใจเพิ่มเติมได้ที่ https://magazine.ipst.ac.th/
แหล่งที่มา
ปุณิกา พระพุทธคุณ
