ประวัติศาตร์ของตารางธาตุ

เริ่มต้นจาก จอห์น นิวแลนด์ส ได้พยายามเรียงธาตุตามมวลอะตอม แต่เขากลับทำให้ธาตุที่มีสมบัติต่างกันมาอยู่ในหมู่เดียวกัน นักเคมีส่วนมากจึงไม่ยอมรับตารางธาตุของนิวแลนด์ส ต่อมา ดมีตรี เมนเดเลเยฟ จึงได้พัฒนาโดยพยายามเรียงให้ธาตุที่มีสมบัติเหมือนกันอยู่ในหมู่เดียวกัน และเว้นช่องว่างไว้สำหรับธาตุที่ยังไม่ค้นพบ พร้อมกันนั้นเขายังได้ทำนายสมบัติของธาตุใหม่ไว้ด้วย โดยใช้คำว่า เอคา (Eka) นำหน้าชื่อธาตุที่อยู่ด้านบนของธาตุที่ยังว่างอยู่นั้น เช่น เอคา-อะลูมิเนียม (ต่อมาคือธาตุแกลเลียม) เอคา-ซิลิคอน (ต่อมาคือธาตุเจอร์เมเนียม) แต่นักเคมีบางคนในยุคนั้นยังไม่แน่ใจ เนื่องจากว่าเขาได้สลับที่ธาตุบางธาตุโดยเอาธาตุที่มีมวลอะตอมมากกว่ามาไว้หน้าธาตุที่มีมวลอะตอมน้อยกว่า ดมีตรีได้อธิบายว่า เขาต้องการให้ธาตุที่มีสมบัติเดียวกันอยู่ในหมู่เดียวกัน เมื่อดมีตรีสามารถทำนายสมบัติของธาตุได้อย่างแม่นยำ และตารางธาตุของเขาไม่มีข้อน่าสงสัย ตารางธาตุของดมีตรีก็ได้รับความนิยมจากนักเคมีในสมัยนั้นเป็นต้นมา

เคมี(เคมีฟิสิกส์)

การศึกษาทดลองในสาขาวิชานี้จะทำในระดับโมเลกุลแต่การสังเกตและประเมินผลจะปฏิบัติกันในระดับที่สามารถสังเกตได้ในชีวิตประจำวันเช่นการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความดัน ปริมาตร ความร้อนและงาน ของวัสดุในสภาวะที่เป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ แล้วเอาไปเปรียบเทียบกับการเปลี่ยนแปลงระดับโมเลกุลที่เรามองไม่เห็น อาจกล่าวได้ว่าวิชาเคมีฟิสิกส์ก่อกำเนิดขึ้นเมื่อปี 1876 โดยวิลลาร์ด กิบส์(Willard Gibbs) เสนอผลงานการเขียนของเขาชื่อเรื่อง"ดุลยภาพของสสารต่างชนิดกัน"(On the Equilibrium of Heterogeneous Substances) ทำให้เกิดกฎและทฤษฎีดังนี้
พลังงานอิสระหรือ พลังงานเสรี(free energy)
ศักยภาพทางเคมี(chemical potential)
กฎกิบส์เฟส(Gibbs phase rule)
เคมีฟิสิกส์ยุคใหม่นี้คอนข้างจะเอียงมาทางด้านฟิสิกส์มากขึ้นเพราะนี้เนื้อหาดังนี้
เคมีเทอร์โมไดนามิกส์(chemical thermodynamics)
เคมีไคเนติกส์(chemical kinetics)
ควอนตัมเคมี(quantum chemistry)
กลศาสตร์สถิติ(statistical mechanics)
เคมีไฟฟ้า(electrochemistry)
เคมีพื้นผิว (surface chemistry)
เคมีสถานะของแข็ง(solid state chemistry)
สเปกโตรสโคปี(spectroscopy)
วัสดุศาสตร์(materials science)ยุคใหม่จะอาศัยเคมีฟิสิกส์เป็นพื้นฐานอย่างมาก

เคมี(เคมีอินทรีย์)

เคมีอินทรีย์เป็นวิทยาศาสตร์สาขาหนึ่งของวิชาเคมีที่เริ่มต้นเมื่อเฟรดริช วูห์เลอร์ (Friedrich Woehler) สามารถสังเคราะห์สารประกอบยูเรียได้เป็นผลสำเร็จโดยบังเอิญจากการระเหยสารละลายแอมโมเนียมไซยาเนต (ammonium cyanate) NH4OCN เคมีอินทรีย์เข้าใจกันว่าเป็นสารเคมีที่ประกอบด้วยสายโซ่ของธาตุคาร์บอนและเกิดจากสิ่งมีชีวิตเท่านั้น แต่เมื่อเราสามารถสังเคราะห์สารประกอบประเภทนี้ได้ มันจึงเป็นจุดเริ่มต้นของการสังเคราะห์ประกอบประเภทเดียวกันนี้อีกมากมาย

สารประกอบเคมีอินทรีย์เป็นสารประกอบที่มีโมเลกุลเกิดจากการดึงดูดกันระหว่างอะตอมของธาตุต่างๆ ด้วยพันธะโคเวเลนต์ (covalent bond) เนื่องจากธาตุคาร์บอนมีอะตอมที่เชื่อมต่อกันเองและธาตุอื่นๆ ด้วยพันธะโคเวเลนต์แล้วมีความเสถียรสูงมากซึ่งจะเห็นได้การต่อกันเองของธาตุคาร์บอนเป็นโซ่ยาวๆ หรือต่อกันเป็นวงกลมก็ได้ ทำให้สารประกอบเคมีอินทรีย์มีความแตกต่างจากสารประกอบอนินทรีย์เคมีดังนี้
สารประกอบเคมีอินทรีย์จะหลอมเหลวหรือสะลายตัวที่อุณหภูมิต่ำกว่า 300°C
สารประกอบเคมีอินทรีย์ที่เป็นกลางจะละลายในน้ำได้น้อยกว่าสารประกอบอนินทรีย์เคมีประเภทเกลือยกเว้นสารประกอบเคมีอินทรีย์ประเภทไอออนิก และประเภทน้ำหนักโมเลกุลต่ำๆอย่างแอลกอฮอล์และกรดคาร์โบซิลิก (carboxylic acids)
สารประกอบเคมีอินทรีย์ละลายได้ดีในตัวทำละลายที่เป็นสารอินทรีย์เช่นอีเทอร์ (ether) หรือแอลกอฮอล์แต่การละลายมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับฟังชั่นแนลกรุ๊ป (functional groups) และโครงสร้างทั่วไปของสารด้วย

เคมี(เคมีอนินทรีย์)

เคมีอนินทรีย์ (อังกฤษ: Inorganic chemistry) เป็นสาขาหนึ่งของวิชาเคมีว่าด้วยเรื่องคุญสมบัติและปฏิกิริยาเคมีของสารประกอบอนินทรีย์ หรืออาจจะกล่าวได้ว่าสารประกอบเคมีทุกชนิดยกเว้นสารประกอบเคมีที่มีโซ่และวงแหวนคาร์บอน แต่ก็มีสารบางกลุ่มที่เป็น ได้ทั้งอินทรีย์และอนินทรีย์เช่น ออร์แกนโนเมทัลลิกเคมี (organometallic chemistry)

ชนิดของปฏิกิริยาเคมีในสารอนินทรีย์
ปฏิกิริยาเคมีในสารอนินทรีย์มีด้วยกัน 4 ชนิดคือ:
ปฏิกิริยารวมตัว (combination reaction)
ปฏิกิริยาแตกตัว (decomposition reaction)
ปฏิกิริยาแทนที่ตำแหน่งเดียว (single displacement reaction)
ปฏิกิริยาแทนที่คู่ซึ่งกันและกัน (double displacement reaction)

สาขาของวิชาเคมีอนินทรีย์
เกลือแร่ (Minerals) เช่น เกลือ, แอสเบสโทส (asbestos), ซิลิเกต ฯลฯ
โลหะ (Metals) และโลหะผสม (alloys) เช่นเหล็ก, ทองแดง, อะลูมิเนียม, ทองเหลือง, สัมฤทธิ์ ฯลฯ
อโลหะ เช่น ซิลิกอน, ฟอสฟอรัส, คลอรีน, ออกซิเจน สารประกอบของอโลหะเช่น น้ำ
โลหะเชิงซ้อน (Metal complexes)
สารประกอบเคมีอนินทรีย์ที่มีความสำคัญทางการค้าได้แก่
สารกึ่งตัวนำ เช่นซิลิกอนชิพ (silicon chips)
ทรานซิสเตอร์ (transistors)
จอแอลซีดี (Liquid crystal display screens)
ใยแก้วนำแสง (fiber optical cables)
ตัวเร่งปฏิกิริยาเคมี (catalysts)
วิชาเคมีอนินทรีย์มีความสัมพันธ์เคมีสาขาอื่นดังนี้
วิชาเคมีอนินทรีย์มีพื้นฐานจากเคมีฟิสิกส์ (physical chemistry)
วิชาเคมีอนินทรีย์เป็นพื้นฐานให้แร่วิทยา (mineralogy)
วิชาเคมีอนินทรีย์เป็นพื้นฐานให้เคมีวัสดุ (materials chemistry)
วิชาเคมีอนินทรีย์มีความคาบเกี่ยวกับธรณีเคมี (geochemistry)
วิชาเคมีอนินทรีย์มีความคาบเกี่ยวกับเคมีวิเคราะห์ (analytical chemistry)
วิชาเคมีอนินทรีย์มีความคาบเกี่ยวกับเคมีสิ่งแวดล้อม (environmental chemistry)
วิชาเคมีอนินทรีย์มีความคาบเกี่ยวกับโลหะอินทรีย์เคมี (organometallic chemistry)

เคมี(ชีวเคมี)

ชีวเคมี (อังกฤษ: Biochemistry) เป็นวิชาที่ศึกษาสารเคมีที่มีในสิ่งมีชีวิต หรือที่เรียกว่า ชีวโมเลกุล (Biomolecules) และกระบวนการเคมีในสิ่งมีชีวิต ตลอดจนการควบคุมในระดับต่าง ๆ อย่างเช่นที่เกี่ยวกับการแปรรูปสารอาหารไปเป็นพลังงาน, การสร้างและเปลี่ยนแปลงสารชีวโมเลกุลภายในเซลล์ที่เรียกว่า กระบวนการ เมตาโบลิซึม การทำงานของเอนไซม์และโคเอนไซม์, ระบบของพลังงานในสิ่งมีชีวิต, การสลายและการสังเคราะห์สารชีวโมเลกุลต่าง ๆ
ชื่อนี้มาจากภาษาเยอรมันว่า บิโอเคมี (Biochemie) ซึ่งแรกตั้งโดย ฮอปเปอ-ซีเลอร์ (Hoppe-Sieler) ในปี พ.ศ. 2420 (ค.ศ. 1877) โดยเขาให้คำจำกัดความไว้เป็นอย่างดีว่า เป็นเนื้อหาวิชาซึ่งครอบคลุมการเข้าศึกษาชีววิทยาในเชิงโมเลกุลทุก ๆ ด้าน

เคมี(เคมีวิเคราะห์)

ประเภทของการวิเคราะห์
เคมีวิเคราะห์สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ด้านคือ:
วิเคราะห์คุณภาพ (qualitative analysis) แบ่งได้เป็น 2 แบบคือ
วิเคราะห์คุณภาพด้านอนินทรีย์ (qualitative inorganic analysis) คือการวิเคราะห์เพื่อทราบให้ได้ว่ามีธาตุหรือสารประกอบอนินทรีย์ (inorganic compound) ในตัวอย่างหรือไม่
วิเคราะห์คุณภาพด้านอินทรีย์ (qualitative organic analysis) คือการวิเคราะห์เพื่อทราบให้ได้ว่ามีฟังชั่นแนลกรุ๊ป(functional group)หรือสารประกอบอนินทรีย์ (organic compound) ในตัวอย่างหรือไม่
วิเคราะห์ปริมาณ (quantitative analysis) คือการวิเคราะห์เพื่อทราบให้ได้ว่ามีปริมาณธาตุหรือสารประกอบในตัวอย่างเท่าใด

[แก้] เทคนิคการวิเคราะห์
หลักการใหญ่ๆในการวิเคราะห์สารประกอบเคมีคือการแยก การตรวจสอบ และการวัดปริมาณมีเครือวมือและรายละเอียดดังนี้
การแยกสารเคมี (separation of chemicals) เพื่อชั่งน้ำหนักและวัดปริมาตรเป็นวิธีแบบเก่าดั่งเดิมแต่ปัจจุบันเราไดใช้เครื่องที่รวดเร็วและทันสมัยกว่าคือไฮเปอร์ฟอร์แมนซ์ลิควิดโครมาโตกราฟี (High performance liquid chromatography-HPLC)
การไตเตรท (titration) คือเทคนิคการหาปริมาณของสารเคมีในสารละลายหรือคุณสมบัติทางกายภาพของโมเลกุลเช่นค่าความสมดุลคงที่ (equilibrium constant)
การวิเคราะห์ทางไฟฟ้า (Electroanalytical Methods)
สเปกโตรสโคปี่ (spectroscopy) คือเครื่องมือที่ใช้วัดปริมาณและคุณสมบัตของสารเคมี โดยใช้หลักการดูดซับแสงและยอมให้แสงผ่านที่แตกต่างของเคมิกอลสปีซี่ (chemical species) เครื่องมือรุ่นใหม่ ๆ มีดังนี้
อะตอมิกแอบซอบชั่นสเปกโตรสโคปี่ (atomic absorption spectroscopy-AAS),
นิวเคลียร์แมกนีติกรีโซแนนซ์ (nuclear magnetic resonance-NMR)
นิวตรอนแอกติเวชั่นอะนาไลซิส (neutron activation analysis-NAA).
แมสสเปกโทรเมทรี่ (Mass spectrometry) คือเทคนิควิเคราะห์ทางเคมีที่ใช้หลักการการเปลี่ยนสารตัวอย่างให้เป็นไอออน (ionization)ในส่วนประกอบแรกของเครื่องมือที่เรียกว่า ส่วนผลิตไอออน (ionization source) โดยมีวิธีการเปลี่ยนสารตัวอย่างหลายวิธี เช่น ใช้ลำอิเล็กตรอนเข้าชน (electron impact)เป็นต้น เมื่อสารตัวอย่างเปลี่ยนไปเป็นไอออนแล้วจะผ่านเข้าสู่ส่วนวิเคราะห์มวล (mass analyzer) ที่มีหลายประเภทเช่นกัน ตัวอย่างเช่น ควอดรูโพล (Quadrupole) ที่ใช้ค่าศักย์ไฟฟ้าและคลื่นความถี่วิทยุในการจำแนกมวล ส่วนประกอบสุดท้ายได้แก่ ส่วนตรวจวัด (detector)ทำหน้าที่เป็นฉากรับเมื่อมีไออนมาตกกระทบเพื่อส่งข้อมูลไปยังส่วนประมวลผลได้แก่ระบบคอมพิวเตอร์ควบคุม เพื่อจะแสดงผลออกมาในกราฟที่มีชื่อเรียกเฉพาะว่า แมสสเปกตรัม (Mass Spectrum) ที่มีแกนตั้งเป็นค่า relative intensity และแกนนอนเป็นค่ามวลต่อประจุ (m/z)เทคนิคนี้ใช้ในการหามวลโมเลกุล(molecular mass) องค์ประกอบของธาตุ โครงสร้าง และเคมิกอลสปีซี่ (chemical species)
ในตัวอย่าง *วิธีการแบบผสมผสาน (hphenated methods) ตัวอย่างของวิธีการนี้คืออินดักตีปลี่คูเปลดพลาสม่า-แมสส์สเปกโตรเมตทรี่ (Inductively-Coupled Plasma - Mass Spectrometry (ICP-MS)) มีวิธีการพอสรุปได้ดังนี้
ขั้นตอนแรกทำให้ตัวอย่างระเหยเป็นไอ (volatilisation) หรือใช้เทคนิคการแยกแบบโครมาโตกราฟี่ (chromatography)
ขั้นตอนที่การตรวจวัดความเข็มข้น

เคมี(สาขาวิชาย่อยของวิชาเคมี)

วิชาเคมีมักแบ่งออกเป็นสาขาย่อยหลัก ๆ ได้หลายสาขา นอกจากนี้ยังมีสาขาทางเคมีที่มีลักษณะที่ข้ามขอบเขตการแบ่งสาขา และบางสาขาก็เป็นสาขาที่เฉพาะทางมาก
เคมีวิเคราะห์
เคมีวิเคราะห์ คือการวิเคราะห์ตัวอย่างสาร เพื่อศึกษาส่วนประกอบทางเคมีและโครงสร้าง.
ชีวเคมี
ชีวเคมี คือการศึกษาสารเคมี ปฏิกิริยาเคมี และ ปฏิสัมพันธ์ทางเคมีที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิต
เคมีอนินทรีย์
เคมีอนินทรีย์ คือการศึกษาคุณสมบัติและปฏิกิริยาของสารประกอบอนินทรีย์ อย่างไรก็ตามการแบ่งแยกระหว่างสาขาทางอินทรีย์และสาขาอนินทรีย์นั้น ไม่ชัดเจน และยังมีการเหลื่อมของขอบเขตการศึกษาอยู่มาก เช่นในสาขา organometallic chemistry
เคมีอินทรีย์
เคมีอินทรีย์ คือการศึกษาโครงสร้าง, สมบัติ, ส่วนประกอบ และปฏิกิริยาเคมี ของสารประกอบอินทรีย์
เคมีฟิสิกส์
เคมีเชิงฟิสิกส์ 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)