เคมี

ประวิติของบิดาแห่งวิชาเคมี

โรเบิร์ต บอยส์ บิดาแห่งวิชาเคมี (Robert Boyle ? Father of chemistry)เกิดวันที่ 26 มกราคม ค.ศ. 1627 ที่เมืองมันสเตอร์ ประเทศไอร์แลนด์ (Ireland)เสียชีวิต 30 ธันวาคม ค.ศ. 1691 ลอนดอน อังกฤษ

บอยล์ เกิดมาในฐานะร่ำรวยเป็นชายคนสุดท้องของท่านเอิร์ลแห่งคอร์ด (Earl of Cord) ซึ่งเป็นขุนนางผู้มั่งคั่ง ฉะนั้นเขาจึงได้รัยการศึกษาที่ดี และได้รับการสนันสนุนอย่างดีจากบิดา การศึกษาเริ่มต้นจากวิทยาลัยอีตัน ซึ่งเป็นโรงเรียนประจำที่มีชื่อเสียงมากที่สุดในอังกฤษ นอกจากนี้เขายังได้รับการศึกษาภาษาต่างๆ อีกเช่น อังกฤษ ละติน ฝรั่เศส กรีก ฮิบรู พออายุ 14 ปี เขาไปเรียนภาษาอิตาลี ที่ประเทศอิตาลี ทำให้เขาได้อ่านหนังสือวิททยาศาสตร์ เรื่อง ?เรื่องประหลาดของนักดาราศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่? ของกาลิเลโอ นักดาราศาสตร์ชาวอิตาลี ทำให้เขามีแรงบันดาลใจ ที่อยากจะเป็นนักวิทยาศาสตร์ พอกลับมาเขาเข้าศึกษาต่อด้านวิทยาศาสตร์มหาวิทยาลัยออกฟอร์ด และบิดาก็เสียชีวิตพร้อมมรดกมูลค่ามหาศาลไว้ให้แก่เขา

หลังจบการศึกษาเขาก็เริ่มศึกษาทดลองอย่างจริงจัง งานชิ้นแรกคือเรื่อง

ผลึก หาส่วนประกอบของธาตุต่างๆ และเรื่องวัดความกดอากาศ จนสามารถพัฒนาเทอร์โมมิเตอร์ของกาลิเลโอมาใช้ปรอท แทนน้ำ ต่อมาศึกษาเรื่อง ความกดอากาศ เกี่ยวกับสภาพไร้น้ำหนัก หรือ สุญญากาศ จนทำให้เขาสามารถตั้งกฎของบอยล์ (Boyle?s Law) ซึ่งกล่าวไว้ว่า ถ้าปริมาตรก๊าซคงที่ อุณหภูมิจะคงที่ สามารถปฏิภาคกลับกันกับความดันหรือถ้า ปริมาตรของก๊าซคงที่ ความดันคงที่ อุณหภูมิก็คงจะคงที่ สรุปได้ว่า ปริมาตรของก๊าชจะเพิ่ม ลด ในอัตราส่วนทีเท่าเสมอกัน เช่นถ้าเพิ่มความกดดันขึ้น เป็น 1 เท่า ปริมาตรของอากาศจะลดลง 1 เท่า ถ้าเพิ่มความกดดันขึ้น เป็น 2 เท่า ปริมาตรของอากาศจะลดลง 2 เท่าซึ่งกฎของเขาได้รับการยอมรับมากในวงการฟิสิกส์ นอกจากนี้เขายังมีผลงานทางด้านหนังสือชื่อ The Secptical chemist ซึ่งเนื่องจะต่อต้านทฤษฎีของ อริสโตเติล เรื่องส่วนประกอบของธาตุต่างทั้งหลายในโลก

ผลงานการค้นพบ

- ตั้งกฎของบอยส์ (Boyle?s Law) ว่าด้วยเรื่องแรงดันอากาศ

- ประดิษฐ์หลอดแก้วสุญญากาศ

- ปรับปรุงเทอร์โมมิเตอร์ให้มีประสิทธิภาพ (จากกาลิเลโอ) และบาริมิเตอร์

- ค้นพกบารเผาไหม้ของโลหะ

เคมีมักจะถูกเรียกว่าเป็นวิทยาศาสตร์ศูนย์กลางเนื่องจากวิชาเคมีนั้นเชื่อมต่อวิทยาศาสตร์อื่นๆเข้าด้วยกันอย่างเช่นฟิสิกส์ ชีววิทยา หรือแม้แต่ธรณีศาสตร์ เคมีนำทางศาสตร์จำเพาะย่อยๆมากมายซึ่งโดยทั่วไปแล้วมักจะเหลื่อมล้ำกับวิทยาศาสตร์อื่นๆในอัตราที่ถือว่ามากทีเดียว อย่างไรก็ตามศาสตร์จำเพาะย่อยนั้นถือว่ามีความสำคัญทางเคมีอย่างมากเฉกเช่นการผลิตและทดสอบวัตถุที่แข็งแรง การผลิตยาเพื่อรักษาโรคต่างๆ และรวมไปถึงกำหนดขั้นตอนการทำงานของร่างกายในระดับเซลล์
เคมีโดยพื้นฐานแล้วนั้นมักจะเกี่ยวกับสสาร การปฏิสัมพันธ์ของสสารกับสสารด้วยกันเอง หรือการปฏิสัมพันธ์ของสสารกับสิ่งที่ไม่ใช่สสารอย่างเช่นพลังงาน แต่ศูนย์กลางของเคมีโดยทั่วไปคือการปฏิสัมพันธ์ระหว่างสารเคมีด้วยกันในปฏิกิริยาเคมีโดยสารเคมีนั้นแปรรูปเป็นสารเคมีอีกชนิดหนึ่ง นี่อาจจะรวมไปถึงการฉายรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าสู่สารเคมีหรือสารผสม (ใน photochemistry) ในปฏิกิริยาเคมีที่ต้องการแรงกระตุ้นจากแสง อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาเคมีนั้นเป็นเพียงส่วนหนึ่งของเคมีซึ่งศึกษาสสารในด้านอื่นๆอีกมากมาย ตัวอย่างเช่น นักสเปกโตรสโคปีนั้นจะศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างแสงกับสสารโดยที่ไม่มีปฏิกิริยาเกิดขึ้น

วิวัฒนาการของวิชาเคมีแบ่งออกเป็นยุคต่างๆ ดังนี้

ยุคก่อนประวัติศาสตร์ - ค.ศ. 500ชาวอียิปต์เป็นชนชาติแรกที่รู้จักใช้วิธีการทางเคมี และคำว่า Chemeia มีปรากฏในภาษาอียิปต์
เดโมคริตัส (นักปราชญ์ชาวกรีก) แสดงความคิดเห็นในเรื่องโครงสร้างของสารโดยคิดหาเหตุผลเพียงอย่างเดียว ไม่ได้ทำการทดลองประกอบให้เห็นจริง
อริสโตเติล รวบรวมทฤษฎีเกี่ยวกับสสาร โดยสรุปว่า สสารต่างๆ ประกอบขึ้นด้วยธาตุ 4 อย่าง คือ ดิน น้ำ ลม ไฟ ในสัดส่วนที่ต่างกันสำหรับสสารที่ต่างชนิดกัน
ยุคการเล่นแร่แปรธาตุ ค.ศ. 500 - ค.ศ. 1500นักเคมีสนใจในเรื่องการเล่นแร่แปรธาตุให้เป็นทองคำ แต่ไม่ค่อยพบความสำเร็จเลย ประมาณ ค.ศ. 1100 ความรู้ทางเคมีได้แพร่เข้าสู่ยุโรป ในปลายยุคนี้นักเคมีล้มเลิกความสนใจการเล่นแร่แปรธาตุ เริ่มสนใจค้นคว้าหายาอายุวัฒนะที่ใช้รักษาโรค
ยุคการเสาะแสวงหายาอายุวัฒนะ (ค.ศ. 1500 - 1600)เป็นยุค Latrochemistry นักเคมีพยายามค้นคว้าหายาอายุวัฒนะและบรรดายารักษาโรคต่างๆ
ยุคปัจจุบัน (ค.ศ. 1627 - 1691)เริ่มต้นจาก Robert Boyle "ศึกษาเคมีเพื่อเคมี" Robert Boyle "ศึกษาเคมีเพื่อความเจริญรุ่งเรืองของเคมีโดยเฉพาะ" และ "ใช้วิธีการทดลองประกอบการศึกษาเพื่อทดสอบความจริงและทฤษฎีต่างๆ" เลิกล้มทฤษฎีของอริสโตเติลที่เกี่ยวกับดิน น้ำ ลม ไฟ
ลาวัวซิเยร์ (ค.ศ. 1743 - 1794) เป็นผู้ริเริ่มเคมียุคปัจจุบัน สตาฮ์ล (Stahl : ค.ศ. 1660 - 1734) ตั้งทฤษฎีฟลอจิสตัน (Phlogiston Theory) ลาวัวซิเยร์ ตั้งทฤษฎีแห่งการเผาไหม้ขึ้น ยังผลให้ทฤษฎีฟลอจิสตันต้องเลิกล้มไป John Dalton (ค.ศ. 1766 - 1844) ตั้งทฤษฎีอะตอม ซึ่งเป็นรากฐานของเคมีสมัยใหม่ แต่ทฤษฎีอะตอมก็ต้องล้มเลิกไป เนื่องจากอะตอมที่แสดงพฤติกรรมได้ทั้งอนุภาคและคลื่น

สาขาวิชาย่อยของวิชาเคมี
วิชาเคมีมักแบ่งออกเป็นสาขาย่อยหลัก ๆ ได้หลายสาขา นอกจากนี้ยังมีสาขาทางเคมีที่มีลักษณะที่ข้ามขอบเขตการแบ่งสาขา และบางสาขาก็เป็นสาขาที่เฉพาะทางมาก
- เคมีวิเคราะห์ เคมีวิเคราะห์ (Analytical Chemistry) คือการวิเคราะห์ตัวอย่างสาร เพื่อศึกษาส่วนประกอบทางเคมีและโครงสร้าง.
- ชีวเคมี ชีวเคมี(Biochemistry) คือการศึกษาสารเคมี ปฏิกิริยาเคมี และ ปฏิสัมพันธ์ทางเคมีที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิต
- เคมีอนินทรีย์ เคมีอนินทรีย์(Inorganic Chemistry) คือการศึกษาคุณสมบัติและปฏิกิริยาของสารประกอบอนินทรีย์ อย่างไรก็ตามการแบ่งแยกระหว่างสาขาทางอินทรีย์และสาขาอนินทรีย์นั้น ไม่ชัดเจน และยังมีการเหลื่อมของขอบเขตการศึกษาอยู่มาก เช่นในสาขา organometallic chemistry
- เคมีอินทรีย์ เคมีอินทรีย์(Organic Chemistry) คือการศึกษาโครงสร้าง, สมบัติ, ส่วนประกอบ และปฏิกิริยาเคมี ของสารประกอบอินทรีย์
- เคมีฟิสิกส์ เคมีเชิงฟิสิกส์(Physical Chemistry) คือการศึกษารากฐานทางฟิสิกส์ของระบบและกระบวนการทางเคมี ตัวอย่างที่เห็นก็เช่น นักเคมีเชิงฟิสิกส์มักสนใจการอธิบายการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในเชิงของพลังงาน สาขาที่สำคัญในกลุ่มนี้รวมถึง
- เคมีอุณหพลศาสตร์ (chemical thermodynamics)
- เคมีไคเนติกส์ (chemical kinetics)
- เคมีควอนตัม (quantum chemistry)
- กลศาสตร์สถิติ (statistical mechanics)
- สเปกโตรสโคปี (spectroscopy)
สาขาอื่นๆ
- เคมีบรรยากาศ (Atmospheric chemistry)
- เคมีดาราศาสตร์ (Astrochemistry)
- เคมีการคำนวณ (Computational chemistry)
- เคมีไฟฟ้า (Electrochemistry)
- เคมีสิ่งแวดล้อม (Environmental chemistry)
- ธรณีเคมี (Geochemistry) ,
- วัสดุศาสตร์ (Materials Science)
- เคมีเวชภัณฑ์ (Medicinal chemistry)
- ชีววิทยาโมเลกุล (Molecular Biology)
- พันธุศาสตร์โมเลกุล (Molecular genetics)
- เคมีนิวเคลียร์ (Nuclear chemistry)
- ปิโตรเคมี (Petrochemistry)
- เภสัชวิทยา (Pharmacology)
- เคมีพอลิเมอร์ (Polymer chemistry)
- โลหะอินทรีย์เคมี (Organometallic chemistry)
- ซูปราโมเลกุลาร์เคมี (Supramolecular chemistry)
- เคมีพื้นผิว (Surface chemistry)
- เคมีความร้อน (Thermochemistry)