Менделеев Дмитрий Иванович

Менделеев Дмитрий Иванович - русский, создатель периодической таблицы химических элементов. Открыл периодический закон химических элементов, который получил всеобщее признание как один из основных законов химии.


Дмитрий Иванович Менделеев родился 27 января (8 февраля) 1834 года в Тобольске в семье Ивана Павловича Менделеева, директора Тобольской гимназии и училищ Тобольского округа, и Марии Дмитриевны Менделеевой (Корнильевой). Дмитрий был в семье последним, семнадцатым ребенком.

В год рождения Дмитрия Ивановича его матери пришлось стать главой дома. Супруг больше - не мог работать - он потерял зрение. На мизерную пенсию содержать семью было, невозможно. Продолжая заботиться о детях и слепом муже, Мария Дмитриевна вышла на работу и сразу взялась управлять стекольным заводом в Аремзянах.

Осенью 1841 года Дмитрий поступил в Тобольскую гимназию и был принят в первый класс с условием, что останется там два года, пока ему не исполнится восемь лет.

Осенью 1847 года умер отец, а через три месяца — сестра Аполлинария.

Получение образования
Мать привила маленькому Мите любовь к науке и труду. Когда весной 1849 года Дмитрий окончил гимназию, его мать Мария Дмитриевна решила дать сыну хорошее высшее образование. Дмитрий собрался учиться естественным наукам, а в Сибири это было невозможно. Тогда мать приняла решение бросить Тобольск.

Распродав имущество, вместе с детьми отправилась в Москву, а затем в Петербург. Ей хотелось, чтобы младший сын поступил в университет.

Ни в Московский, ни в Петербургский университеты Дмитрию поступить не удалось и он подал документы в Медико-хирургическую академию, но не выдержал пребывания в анатомическом театре - при вскрытии ейу стало дурно.

В 1850 году Дмитрий поступил в Главный педагогический институт в Петербурге на физико-математический факультет. В это же самое время Мария Дмитриевна заболела и слегла. На экзамены Дмитрий ходил без нее. Он так волновался, что по любимой математике получил тройку, а по ненавистной ему латыни - четверку.

В первый год обучения из 28 воспитанников Дмитрий оказался на 25-м месте и единственный из однокурсников согласился на повторное прохождение обучения. Через год оказался седьмым, а потом завоевал репутацию одного из самых способных студентов.

Менделееву часто приходилось пребывать в институтском лазарете. Сырой климат Санкт-Петербурга плохо сказывался на здоровье студента - у него открылось кровохаркание. Это был зловещий приз­рак распространенной в те годы смертельной болезни - туберкулеза. Узнав, что у Менделеева от туберкулеза умерли отец и три сестры, институтский врач Кребель не сомневался в диагнозе и не скрывал его. Только придворный медик Н. Ф. Здекауер усомнился и дал пациенту рекомендательное письмо «к находящемуся где-то в Крыму» Николаю Ивановичу Пирогову, который сразу отверг диагноз этот страшный диагноз.

Менделеев стал жить в пансионе. Менделееву пришлось догонять своих сокурсников и самостоятельно изучать материал, который его коллеги прошли в первый год. Такая нагрузка сказалась на его здоровье.

В Педагогическом институте преподавали в то время выдающиеся русские ученые - математик Остроградский, физик Ленц, химик Воскресенский и другие. Воскресенский и профессор минералогии Куторга предложили Менделееву разработать метод анализа минералов ортита и пироксена, доставляемых из Финляндии.

Результаты своей работы он изложил в статье «Химический анализ ортита из Финляндии», опубликованной в 1854 году. Это был первый научный труд Менделеева, на следующий год заканчивающего институт.

В мае 1855 года Учёный совет присудил Менделееву титул «Старший учитель» и наградил золотой медалью. Врачи рекомендовали ему сменить нездоровый петербургский климат и уехать на юг.

В Одессе Менделеева назначили преподавателем математики, физики и естественных наук в гимназию при Ришельевском лицее. Много времени он отдавал работе над магистерской диссертацией, в которой рассматривал проблему «удельных объёмов» с точки зрения унитарной теории Жерара, полностью отбросив дуалистическую теорию Берцелиуса. Эта работа показала удивительную способность Менделеева к обобщению и его широкие познания в химии.

Осенью Менделеев блестяще защитил диссертацию, с успехом прочёл вступительную лекцию «Строение силикатных соединений» и в начале 1857 года стал приват-доцентом при Петербургском университете.

В 1859 году он был командирован за границу. Два года Менделеев провёл в Германии, где организовал собственную лабораторию. Там он добился неплохих результатов. В частности, ему удалось доказать существование максимальной температуры кипения жидкости, выше которой вещества могут существовать лишь в газообразном состоянии. Это имело практическое значение для сжижения газов.

В конце февраля 1861 года Менделеев приехал в Петербург. Найти преподавательскую работу в середине учебного года было невозможно. Он решается написать учебник органической химии. Вышедший вскоре в свет учебник, а также перевод «Химической технологии» Вагнера принесли Менделееву большую известность.

Весной 1863 года Дмитрий Иванович женился на Феозве Никитичне Лещёвой, и молодожёны отправились в свадебное путешествие по Европе. Академия наук наградила Менделеева полной Демидовской премией за книгу «Органическая химия». Сумма была значительной, и этих денег вполне хватило на путешествие.

1 января 1864 года Менделеев получил назначение на должность штатного доцента органической химии Петербургского университета с окладом 1200 рублей в год. Одновременно с этой должностью Менделеев получил место профессора в Петербургском технологическом институте. Профессорам предоставлялась и квартира в институте. Теперь забот о материальном обеспечении семьи стало меньше, и Менделеев приступил к работе над докторской диссертацией.

Исследования продолжались почти год. Проследив изменение удельного веса в зависимости от процентного содержания спирта в воде, Менделеев установил, что самую большую плотность имеет раствор, в котором соотношение между молекулами спирта и воды составляет один к трём. Впоследствии это открытие стало основой гидратной теории растворов.

Защита диссертации состоялась 31 января 1865 года. Через два месяца Менделеев был назначен экстраординарным профессором по кафедре технической химии Петербургского университета, а в декабре - ординарным профессором.

В летние месяцы Дмитрий Иванович часто выезжал вместе с женой и сыном Володей в имение Боблово. Менделеев купил его, чтобы иметь возможность проводить некоторые исследования, связанные с плодородием почвы. Он регулярно приезжал в Боблово, наблюдал за работой крестьян, давал указания по использованию минеральных удобрений.

Периодическая система химических элементов
В то время возникла острая необходимость создать новый учебник по неорганической химии, который бы отражал современный уровень развития химической науки. Эта идея захватила Менделеева. Одновременно он начал собирать материал для второго выпуска учебника, куда должно было войти описание химических элементов.

Менделеев тщательно изучил описание свойств элементов и их соединений. Но в каком порядке их проводить? Никакой системы расположения элементов не существовало. Тогда учёный сделал картонные карточки. На каждую карточку он заносил название элемента, его атомный вес, формулы соединений и основные свойства. Постепенно корзина наполнялась карточками, содержащими сведения обо всех известных к этому времени элементах. И всё равно долгое время ничего не получалось. Говорят, что периодическую таблицу элементов учёный увидел во сне, оставалось её лишь записать и обосновать.

В 1869 году Д. И. Менделеев совершает главное открытие своей жизни. Открывает и формулирует один из фундаментальных законов природы - периодический закон химических элементов.

Графическим выражением этого закона стала периодическая система - знаменитая «таблица Менделеева».

На тот момент было известно лишь 63 химических элемента. Однако не существовало единой теории химии, которая объясняла бы природу взаимодействий между ними. Попытки общей систематизации данных, полученных опытным путем за много столетий, успеха не приносили.
Стараясь упорядочить данные и выстроить целостную картину в своем сознании, Менделеев принялся писать на карточках свойства каждого из элементов и долго раскладывал перед собой эти «химические пасьянсы», составляя из них ряды сходных по свойствам элементов, пытаясь уловить общие закономерности, объясняющие природу взаимодействий между ними.

Наконец, он обнаружил два принципа позволявшие выстроить единую систему координат. Выложив элементы в порядке возрастания атомной массы, Менделеев заметил, что свойства химических веществ повторяются с одной и той же периодичностью - через семь элементов у каждого восьмого. И тогда он поместил все вещества похожие по свойствам в столбик одно над другим. И таблица сложилась.

В этой таблице химические элементы были разложены по ячейкам матрицы, где место и свойства каждого элемента были строго предопределены. А это позволяло теперь уточнять свойства каждого элемента по одному лишь его положению в таблице.

Еще два года Д.И. Менделеев совершенствовал формулировку открытого закона, прежде чем в 1871 году смог выразить ее в следующем виде: «Свойства элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных те, сот состоят в периодической зависимости от их атомного веса».

Он объяснил природу взаимных связей всех атомов в мироздании, сделав химию наукой, в основе которой теперь лежала своя целостная теория.

6 марта его друг профессор химии Меншуткин сообщил об этом открытии на заседании Русского химического общества. Любопытно, что вначале русские химики не поняли, о каком великом открытии идёт речь.

Зато значение таблицы осознал сам Дмитрий Иванович. С того дня, когда за простыми рядами символов химических элементов Менделеев увидел проявление закона природы, другие вопросы отошли на задний план. Он забросил работу над учебником «Основы химии», не занимался и исследованиями. Распределение элементов в таблице казалось ему несовершенным. По его мнению, атомные веса во многих случаях были определены неточно и поэтому некоторые элементы не попадали на места, соответствующие их свойствам. Взяв за основу периодический закон, Менделеев изменил атомные веса этих элементов и поставил их в один ряд со сходными по свойствам элементами.


В статье, вышедшей на немецком языке в «Анналах», издаваемых Либихом, Менделеев отвёл большое место разделу «Применение периодического закона для определения свойств ещё не открытых элементов». Он предсказал и подробно описал свойства трёх неизвестных ещё науке элементов - эка-бора, эка-алюминия и эка-кремния.

Для Менделеева вопрос о периодическом законе был исчерпан. И снова лекции в университете, исследования в лаборатории, сельскохозяйственные опыты в Боблово, поездки по стране на различные химические предприятия.

В это же время Менделеев глубоко заинтересовался ещё одним вопросом - состоянием газов при очень высоком давлении. Председателю Русского технического общества П. А. Кочубею удалось раздобыть средства, и это дало возможность нанять сотрудников, купить аппаратуру. Самым большим результатом этой работы было выведенное Менделеевым уравнение состояния газов, которое имело более общий вид, чем известное уравнение Клапейрона.

Однажды осенью 1875 года, когда Менделеев просматривал Доклады Парижской академии наук, взгляд его упал на сообщение Лекока де Буабодрана об открытии нового элемента, названного им галлием. Но французский исследователь указал удельный вес галлия - 4,7, а по вычислениям Менделеева у эка-алюминия получалось 5,9. Менделеев решил написать учёному, указав, что, судя по свойствам открытого им галлия, это не что иное, как предсказанный в 1869 году эка-алюминий.

И действительно, более точные определения удельного веса галлия дали значение 5,94. Открытие галлия вызвало настоящую сенсацию среди учёных. Имена Менделеева и Лекока де Буабодрана сразу стали известны всему миру. Учёные, воодушевлённые первым успехом, начали искать остальные, ещё не открытые элементы, которые были предсказаны Менделеевым. В десятках лабораторий Европы закипела работа, сотни учёных мечтали о необыкновенных открытиях.

И успехи не заставили себя долго ждать. В 1879 году профессор Ларс Фредерик Нильсон, работавший в Упсальском университете (Швеция), открыл новый элемент, полностью соответствующий описанному Менделеевым эка-бору. Он назвал его скандием. Повторное доказательство предсказаний Менделеева вызвало настоящий триумф. Вскоре стали поступать сообщения об избрании Менделеева почётным членом различных европейских университетов и академий.

Окружённый всеобщим вниманием и славой, Менделеев всё чаще чувствовал себя одиноким и несчастным в своей семье. Отношения с женой были мучительно сложны и безысходны, и даже дети, которых Менделеев горячо любил, не могли скрасить его одиночество и отчуждённость в семье. Нередко, запершись в кабинете, он предавался горестным размышлениям.

Именно в это время возник его интерес к Анне Ивановне Поповой, бывавшей в их доме вместе со своей подругой, учительницей музыки дочери Менделеева Ольги. Анна Ивановна была образованна, хорошо понимала живопись. Непринуждённо и свободно она чувствовала себя на вечерах, которые устраивались каждую среду в доме Менделеева, где собирались известные художники — Репин, Шишкин, Куинджи, друзья Менделеева.

Интерес к девушке перерос в глубокую симпатию, а потом пришла и любовь. Исчезло ощущение потерянности, которое мучило его последние годы. В её присутствии он просто преображался, не скрывая переполнявших его чувств. Не желая быть причиной разрыва Менделеева с семьёй, Анна Ивановна решила покинуть Петербург, и уехала в Италию. Однако Дмитрий Иванович, узнав о её отъезде, бросил всё и поехал вслед за ней. Спустя месяц они вернулись вместе.

Жизнь Менделеева коренным образом изменилась. Анна Ивановна была внимательной и заботливой женой. Вскоре новая семья Дмитрия Ивановича стала расти — родилась дочь Люба, а через год — сын Иван. Но всё же радости и горести личной жизни не отвлекли его от главного — от науки.

Разносторонние интересы Д. И. Менделеева
Круг интересов Менделеева был очень широк. Классическими являются и его работы по химии растворов. Кроме того, он много занимался исследованиями нефти и вплотную подошёл к открытию её сложного состава.

Однако на деле эти разрозненные интересы складывались в общую систему, способную описать целостную картину мира, которая выстраивалась в сознании ученого на протяжении его жизни: химия, физикохимия, физика, метрология, экономика, технология, геология, метеорология; добыча нефти, педагогика, воздухоплавание, кораблестроение, приборостроение, производство бездымного пороха, освоение Севера, биология, медицинская химия, агрохимия, сельское хозяйство.

19 октября 1875 года в докладе на заседании физического общества при Петербургском университете он выдвинул идею аэростата с герметичной гондолой для исследования высотных слоев атмосферы. Первый вариант установки подразумевал возможность подъема в верхние слои атмосферы, но уже позже ученый спроектировал управляемый, аэростат с двигателями.

Летом 1887 года Д. И. Менделеев осуществил свой полет на воздушном шаре "Русский", чтобы "произвести наблюдения с аэростата во время полного солнечного затмения".

Д. И. Менделеев был очень увлечен возможностью с аэростата впервые наблюдать солнечную корону во время полного затмения. Он в одиночку совершил перелет от Клина до Талдома, сумев прямо в полете устранить неисправность аэростата.

Во время полного солнечного затмения 1887 года Менделеев должен был вместе с воздухоплавателем подняться на воздушном шаре. Однако перед стартом начался дождь, намокший шар не мог подняться с двумя пассажирами. Тогда Менделеев высадил лётчика и полетел один. Рассказывают и то, что на досуге он делал великолепные чемоданы.

В 1887 году в России начался пересмотр таможенного тарифа по распоряжению тогдашнего министра финансов И. А. Вышнеградского, с которым Менделеев некогда учился в Главном педагогическом институте. К осени 1889 года огромное количество сводок, таблиц, отчётов и ведомостей скопилось в комиссии, составленной из профессоров Технологического института, но привести все эти материалы в стройную систему, придать им цельность никто не мог. И тут в поле зрения министра попал Менделеев. Благодаря докладу Дмитрия Ивановича новый таможенный тариф удалось ввести в действие с 1 июля 1891 года. Его книга «Толковый тариф» на долгие годы стала основой русской таможенной политики.


Менделеев уже стал признанным учёным, но отношения с властями оставались сложными. Всему причиной был независимый характер учёного, из-за которого ему два раза отказывали при избрании в члены Российской академии наук, хотя к этому времени учёный был членом уже сотни самых престижных научных обществ мира.

В 1890 году Менделеев был уволен из университета по распоряжению тогдашнего министра просвещения графа Делянова. Зная об обширных познаниях Менделеева во многих областях науки, видные государственные деятели нередко обращались к нему за советом и помощью. В 1892 году министр финансов Витте предложил Дмитрию Ивановичу должность учёного хранителя Палаты мер и весов, и Менделеев согласился. Несмотря на преклонный возраст, он начал активную и разностороннюю работу в этой новой области. Здесь учёный также сделал несколько открытий. В частности, он разработал точнейшие эталоны веса.

Д. И. Менделеев номинировался на Нобелевскую премию, присуждаемую с 1901 года, трижды - в 1905, 1906 и 1907 годах. Однако номинировали его только иностранцы. Члены Императорской академии наук при тайном голосовании неоднократно отвергали его кандидатуру.

Менделеев был членом многих зарубежных академий и ученых обществ, но так и не стал членом родной Российской академии.
Дмитрий Иванович оставил после себя более 1500 трудов, среди которых классические «Основы химии» - первое стройное изложение неорганической химии.

Гениальный русский мыслитель обрел свой адрес в периодической системе элементов. 101-й химический элемент - радиоактивный менделевий - был назван именем Менделеева в знак благодарности великому химику по предложению американских ученых, которые синтезировали этот элемент в 1955 году.

Менделевий получил обозначение Md (от латинского Mendelevium). Он располагается уже за пределами первоначальной таблицы элементов, которая была известна в XIX веке.

Дмитрий Иванович работал до последнего дня. Он скончался утром 2 февраля 1907 года в Санкт-Петербурге. Похоронен на Литераторских мостках Волковского кладбища.

После смерти Менделеева его имя было присвоено Русскому химическому обществу, и ежегодно 27 января, в день рождения учёного, в Петербурге происходит торжественное заседание, на котором представляют авторов лучших работ по химии и награждают их медалью имени Д. И. Менделеева. Эта награда считается одной из самых престижных в мировой химии.