Дмитрий Иванович Менделеев (иногда транслитерируется как Менделеев , Менделеев или Менделеев ; английский: / ˌ m ɛ n d əl ˈ eɪ ə f / MEN -dəl- AY -əf ; [2] русский: Дмитрий Иванович Менделеев , латинизированный: Дмитрий Иванович Менделеев , [a] IPA: [ˈdmʲitrʲɪj ɪˈvanəvʲɪtɕ mʲɪnʲdʲɪˈlʲejɪf] ⓘ ; 8 февраля [OS27 января] 1834 — 2 февраля [OS 20 января] 1907) — русскийхимики изобретатель. Он наиболее известен тем, что сформулировалПериодический закони создал версиюпериодической таблицы элементов. Он использовал Периодический закон не только для исправления принятых тогда свойств некоторых известных элементов, таких как валентность и атомный весурана, но и для предсказания свойств трех элементов, которые еще предстояло открыть (германия,галлияискандия)).
Менделеев родился в селе Верхние Аремзяни близ Тобольска в Сибири в семье Ивана Павловича Менделеева (1783–1847) и Марии Дмитриевны Менделеевой ( урожденной Корнильевой) (1793–1850). [3] [4] Иван работал директором школы и учителем изобразительного искусства, политики и философии в Тамбовской и Саратовской гимназиях. [5] Отец Ивана, Павел Максимович Соколов, был православным священником из Тверской области. [6] По традиции священников того времени, детям Павла во время учебы в духовной семинарии были даны новые фамилии , [7] Иван получил фамилию Менделеев по имени местного помещика. [8]
Мария Корнильева происходила из известной семьи тобольских купцов, основателей первой сибирской типографии, ведущей свою родословную от Якова Корнилиева, посадского человека XVII века, ставшего богатым купцом. [9] [10] В 1889 году местный библиотекарь опубликовал в тобольской газете статью, в которой утверждал, что Яков был крещеным телеутом , этническим меньшинством, известным в то время как «белые калмыки ». [11] Поскольку источники не были предоставлены и документальные факты из жизни Якова так и не были раскрыты, биографы обычно отвергают это как миф. [12] [13] В 1908 году, вскоре после смерти Менделеева, одна из его племянниц опубликовала «Семейные хроники». Воспоминания о Д. И. Менделееве, где она озвучила «семейную легенду» о дедушке Марии, который женился на « киргизской или татарской красавице, которую так любил, что, когда она умерла, он тоже умер от горя». [14] Однако это противоречит документальным семейным хроникам, и ни одна из этих легенд не подтверждается ни автобиографией Менделеева, ни воспоминаниями его дочери или жены. [4] [15] [16] Тем не менее, некоторые западные ученые до сих пор ссылаются на предполагаемое «монгольское», «татарское», « татарское » или просто «азиатское» происхождение Менделеева как на факт. [17] [18] [19] [20]
Менделеев был воспитан как православный христианин , его мать поощряла его «терпеливо искать божественную и научную истину». [21] Его сын позже сообщил, что он отошел от церкви и принял форму «романтизированного деизма ». [22]
Менделеев был младшим из 17 братьев и сестер, из которых, по словам брата Менделеева Павла, «только 14 остались в живых, чтобы креститься», то есть остальные умерли вскоре после их рождения. [5] Точное число братьев и сестер Менделеева различается в разных источниках и до сих пор является предметом некоторых исторических споров. [23] [б] К несчастью для финансового благополучия семьи, его отец ослеп и лишился преподавательской должности. Его мать была вынуждена работать, и она возобновила работу заброшенного стекольного завода своей семьи. В 13 лет, после смерти отца и уничтожения пожаром фабрики матери, Менделеев поступил в гимназию в Тобольске.
В 1849 году мать повезла Менделеева через Россию из Сибири в Москву с целью добиться зачисления Менделеева в Московский университет . [8] Московский университет его не принял. Мать и сын продолжили путь в Санкт-Петербург, в альма-матер отца. Бедная семья Менделеева переехала в Санкт-Петербург, где он поступил в Главный педагогический институт в 1850 году. После окончания учебы он заболел туберкулезом , из-за чего в 1855 году перебрался на Крымский полуостров на северном побережье Черного моря . Находясь там, он стал магистром естественных наук 1-й Симферопольской гимназии . В 1857 году он вернулся в Петербург полностью выздоровевшим.
Между 1859 и 1861 годами он работал над капиллярностью жидкостей и работой спектроскопа в Гейдельберге . Позже в 1861 году он опубликовал учебник « Органическая химия» . [26] Это принесло ему Демидовскую премию Петербургской Академии наук. [26]
4 апреля 1862 года он обручился с Феозвой Никитичной Лещевой, и 27 апреля 1862 года они обвенчались в церкви Николаевского инженерного института в Санкт-Петербурге (где он преподавал). [27]
Менделеев стал профессором Санкт-Петербургского технологического института и Санкт-Петербургского государственного университета в 1864, [26] и 1865 годах соответственно. В 1865 году он стал доктором наук за диссертацию «О соединениях воды со спиртом». В 1867 году он получил должность в Петербургском университете и начал преподавать неорганическую химию, сменив на этом посту Воскресенского; [26] к 1871 году он превратил Санкт-Петербург во всемирно признанный центр химических исследований.
В 1863 году было известно 56 элементов , причем новый элемент открывался примерно по одному в год. Другие ученые ранее определили периодичность элементов. Джон Ньюлендс описал Закон Октав , отметив их периодичность в зависимости от относительного атомного веса в 1864 году и опубликовав его в 1865 году. Его предложение выявило потенциал новых элементов, таких как германий . Концепция подверглась критике, и его новаторство не было признано Обществом химиков до 1887 года. Другим человеком, предложившим периодическую таблицу, был Лотар Мейер , который опубликовал в 1864 году статью, описывающую 28 элементов, классифицированных по их валентности, но без предсказаний новых элементы.
Став учителем в 1867 году, Менделеев написал « Основы химии » , которые стали окончательным учебником своего времени. Он был издан в двух томах между 1868 и 1870 годами, и Менделеев написал его, готовя учебник для своего курса. [26] Именно тогда он сделал свое самое важное открытие. [26] Когда он пытался классифицировать элементы в соответствии с их химическими свойствами, он заметил закономерности, которые привели его к постулированию своей таблицы Менделеева; он утверждал, что увидел во сне полное расположение элементов : [28] [29] [30] [31] [32]
Увидела во сне стол, где все элементы встали на свои места как положено. Проснувшись, я сразу записал это на листке бумаги, только в одном месте потом поправка показалась необходимой.
- Менделеев, цитата Иностранцева [33] [34]
Не зная о более ранних работах над периодическими таблицами, продолжавшихся в 1860-х годах, он составил следующую таблицу:
Добавляя дополнительные элементы по этой схеме, Менделеев разработал расширенную версию таблицы Менделеева. [35] [36] 6 марта 1869 года он сделал официальную презентацию Русскому химическому обществу под названием « Зависимость между свойствами атомных масс элементов» , в которой элементы описывались как по атомному весу (теперь называемому относительной атомной массой, так и по атомному весу). ) и валентность . [37] [38] В этой презентации говорилось, что
Менделеев опубликовал в русскоязычном журнале свою периодическую таблицу всех известных элементов и предсказал несколько новых элементов, дополняющих таблицу. Всего несколько месяцев спустя Мейер опубликовал практически идентичную таблицу в немецкоязычном журнале. [39] [40] Менделеев имеет честь точно предсказать свойства того, что он назвал экакремнием, экаалюминием и экабором ( германий , галлий и скандий соответственно). [41] [42]
Менделеев также предложил изменить свойства некоторых известных элементов. До своей работы предполагалось, что уран имеет валентность 3 и атомный вес около 120. Менделеев понял, что эти значения не вписываются в его таблицу Менделеева, и удвоил как валентность 6, так и атомный вес 240 (близко к современному значению 238). . [43]
Для своих предсказанных трех элементов он использовал в названии префиксы эка, дви и три ( санскрит один, два, три). Менделеев поставил под сомнение некоторые общепринятые ныне атомные массы (их можно было измерить в то время лишь с относительно невысокой точностью), указав, что они не соответствуют тем, которые предлагал его Периодический закон. Он отметил, что теллур имеет более высокий атомный вес, чем йод , но расположил их в правильном порядке, неверно предсказав, что принятые в то время атомные веса были ошибочными. Он был озадачен тем, куда поместить известные лантаноиды , и предсказал существование еще одной строки в таблице, где были актиниды , которые были одними из самых тяжелых по атомному весу. Некоторые люди отвергли предсказание Менделеева о том, что элементов будет больше, но он оказался прав, когда в 1875 и 1886 годах были обнаружены Ga ( галлий ) и Ge ( германий ) соответственно, которые идеально вписывались в два недостающих пространства. [44]
Используя санскритские префиксы для обозначения «недостающих» элементов, Менделеев, возможно, выразил свой долг перед санскритскими грамматистами древней Индии, которые создали теории языка, основанные на открытии двумерных моделей звуков речи (примером которых являются Шивасутры в Санскритская грамматика Панини ). Менделеев был другом и коллегой санскритиста Отто фон Бётлингка , который примерно в это время готовил второе издание своей книги о Панини [45] , и Менделеев хотел почтить Панини своей номенклатурой. [46] [47] [48]
Оригинальный проект, сделанный Менделеевым, был найден спустя годы и опубликован под названием « Предварительная система элементов». [49]
Дмитрия Менделеева часто называют отцом периодической таблицы. Он назвал свою таблицу или матрицу «Периодической системой». [50]
В 1876 году он увлекся Анной Ивановой Поповой и начал за ней ухаживать ; в 1881 году он сделал ей предложение и пригрозил покончить жизнь самоубийством, если она откажется. Его развод с Лещевой был завершен через месяц после того, как он женился на Поповой (2 апреля) [51] в начале 1882 года. Даже после развода Менделеев формально оставался двоеженцем ; Русская Православная Церковь требовала не менее семи лет для законного повторного брака. Его развод и разногласия вокруг него способствовали тому, что ему не удалось поступить в Российскую академию наук (несмотря на его международную известность к тому времени). Его дочь от второго брака Любовь стала женой известного русского поэта Александра Блока . Другими его детьми были сын Владимир (моряк, принимал участие в знаменитом восточном путешествии Николая II ) и дочь Ольга от первого брака с Феозвой, а также сын Иван и близнецы от Анны.
Хотя Менделеев был широко отмечен научными организациями по всей Европе, в том числе (в 1882 году) медалью Дэви от Лондонского королевского общества (которое позже также наградило его медалью Копли в 1905 году), [52] он ушел из Санкт-Петербургского университета 17 Август 1890 г. Он был избран иностранным членом Королевского общества (ForMemRS) в 1892 г. , [1] а в 1893 г. он был назначен директором Бюро мер и весов, пост, который он занимал до своей смерти. [52]
Менделеев также исследовал состав нефти и помог основать первый нефтеперерабатывающий завод в России. Он признал важность нефти как сырья для нефтехимии . Ему приписывают замечание о том, что сжигание нефти в качестве топлива «все равно, что разжечь кухонную плиту банкнотами». [53]
В 1905 году Менделеев был избран членом Шведской королевской академии наук . В следующем году Нобелевский комитет по химии рекомендовал Шведской академии присудить Нобелевскую премию по химии 1906 года Менделееву за открытие периодической системы. Он также был избран международным членом Американского философского общества . [54] Химическая секция Шведской академии поддержала эту рекомендацию. Затем Академия должна была одобрить выбор Комитета, как она и делала почти во всех случаях. Неожиданно на полном заседании Академии несогласный член Нобелевского комитета Питер Клейсон предложил кандидатуру Анри Муассана , которому он отдавал предпочтение. Сванте Аррениус , хотя и не был членом Нобелевского комитета по химии, имел большое влияние в Академии, а также настаивал на отклонении Менделеева, утверждая, что периодическая система слишком стара, чтобы признать ее открытие в 1906 году. Как и современники, Аррениусом двигала обида, которую он питал против Менделеева за его критику теории диссоциации Аррениуса . После жарких споров большинство членов Академии с перевесом в один голос выбрали Муассан. [55] Попытки выдвинуть Менделеева в 1907 году вновь были сорваны абсолютным сопротивлением Аррениуса. [56]
В 1907 году Менделеев умер в возрасте 72 лет в Санкт-Петербурге от гриппа , всего за 6 дней до своего 73-летия. Его последние слова были обращены к врачу: «Доктор, у вас есть наука, у меня есть вера», что, возможно, является цитатой Жюля Верна . [57]
Менделеев внес и другой важный вклад в химию. Русский химик и историк науки Лев Чугаев охарактеризовал его как «гениального химика, первоклассного физика, плодотворного исследователя в области гидродинамики, метеорологии, геологии, некоторых отраслей химической технологии (например, взрывчатых веществ, нефти и топлива). ) и других смежных с химией и физикой дисциплин, основательный знаток химической промышленности и промышленности вообще, оригинальный мыслитель в области экономики». Менделеев был одним из основателей в 1869 году Русского химического общества. Он работал над теорией и практикой протекционистской торговли и сельского хозяйства.
Пытаясь создать химическую концепцию эфира , он выдвинул гипотезу о существовании двух инертных химических элементов с меньшим атомным весом, чем водород . [52] Из этих двух предложенных элементов он считал, что более легкий — это всепроникающий и всепроникающий газ, а немного более тяжелый — предполагаемый элемент, короний .
Менделеев посвятил много исследований и внес важный вклад в установление природы таких неопределенных соединений, как растворы .
На другом факультете физической химии он исследовал расширение жидкостей при нагревании и разработал формулу, аналогичную закону Гей-Люссака о равномерности расширения газов, а в 1861 году он предвосхитил концепцию Томаса Эндрюса о критической температуре газов. определив абсолютную точку кипения вещества как температуру, при которой когезия и теплота парообразования становятся равными нулю и жидкость превращается в пар независимо от давления и объема. [52]
Менделееву приписывают введение метрической системы в Российской империи .
Он изобрел пироколлодий — разновидность бездымного пороха на основе нитроцеллюлозы . Эта работа была выполнена по заказу ВМФ России, однако он не принял ее на вооружение. В 1892 году Менделеев организовал его производство.
Менделеев изучил происхождение нефти и пришел к выводу, что углеводороды абиогенны и образуются глубоко в недрах Земли – см. Абиогенное происхождение нефти . Он писал: «Важнейшим фактом, который следует отметить, является то, что нефть зародилась в недрах земли, и только там мы должны искать ее происхождение». (Дмитрий Менделеев, 1877 г.) [58]
Начиная с 1870-х годов, он публиковал не только химию, но и аспекты российской промышленности, а также технические проблемы производительности сельского хозяйства. Он исследовал демографические проблемы, спонсировал исследования Арктического моря , пытался измерить эффективность химических удобрений и продвигал торговый флот. [59] Он был особенно активен в совершенствовании российской нефтяной промышленности, проводя подробные сравнения с более развитой промышленностью Пенсильвании . [60] Несмотря на то, что он не очень хорошо разбирался в экономике, он наблюдал за промышленностью во время своих путешествий по Европе, а в 1891 году помог убедить Министерство финансов ввести временные тарифы с целью развития российской молодой промышленности . [61]
В 1890 году он отказался от профессорской должности в Петербургском университете из-за спора с чиновниками Министерства просвещения по поводу обращения со студентами университета. [62] В 1892 году он был назначен директором Центрального бюро мер и весов России и возглавил процесс стандартизации фундаментальных прототипов и процедур измерения. Он создал систему контроля и ввел в России метрическую систему. [63] [64]
Он выступал против научных утверждений спиритуализма, утверждая, что метафизический идеализм был не более чем невежественным суеверием. Он оплакивал широкое признание спиритизма в русской культуре и его негативное влияние на изучение науки. [65]
Очень популярная русская история приписывает Менделееву установление стандартной крепости водки в 40% . Например, в рекламе водки «Русский стандарт» говорится: «В 1894 году Дмитрий Менделеев, величайший учёный всей России, получил указ об установлении императорского стандарта качества для русской водки, и родился «Русский стандарт»» [66]. Другие цитируют «Русский стандарт». высочайшее качество русской водки, одобренное царской правительственной комиссией во главе с Менделеевым в 1894 году». [67]
Фактически стандарт 40% был введен российским правительством еще в 1843 году, когда Менделееву было девять лет. [67] Действительно, Менделеев в 1892 году стал главой Архива мер и весов в Санкт-Петербурге, а в следующем году превратил его в правительственное бюро, но этому учреждению было поручено стандартизировать российские торговые весы и измерительные инструменты, а не устанавливать любые стандарты качества продукции. Кроме того, докторская диссертация Менделеева 1865 года называлась «Рассуждение о сочетании спирта и воды», но в ней обсуждались только медицинские концентрации алкоголя более 70%, а о водке он никогда ничего не писал. [67] [68]
Ряд мест и предметов связаны с именем и достижениями учёного.
В Санкт-Петербурге его имя присвоено Институту метрологии имени Д.И. Менделеева — Национальному метрологическому институту [69] , занимающемуся установлением и поддержкой национальных и мировых эталонов точных измерений. Рядом с ним установлен памятник, состоящий из его сидящей статуи и изображения его таблицы Менделеева на стене заведения.
В здании Двенадцати коллегий , ныне являющемся центром Санкт-Петербургского государственного университета , а во времена Менделеева – Главного педагогического института, находится Мемориальный музей-квартира Дмитрия Менделеева [70] с его архивами. Улица перед ними названа в его честь — Менделеевская линия .
В Москве находится Российский химико-технологический университет имени Д. Менделеева . [71]
Менделевий , синтетический химический элемент с символом Md (ранее Mv) и атомным номером 101, был назван в честь Менделеева. Это металлический радиоактивный трансурановый элемент из ряда актинидов, обычно синтезируемый путем бомбардировки эйнштейния альфа-частицами.
Минерал менделеевит-Ce, Cs
6(Се
22Калифорния
6)(Си
70О
175)(ОН,Ф)
14(ЧАС
2О)
21, был назван в честь Менделеева в 2010 году. [72] Родственный вид менделеевита-Nd, Cs
6[(Нд, РЗЭ)
23Калифорния
7](Си
70О
175)(ОН,Ф)
19(ЧАС
2О)
16, был описан в 2015 г. [73]
Имя ученого носит и крупный лунный ударный кратер Менделеева , расположенный на обратной стороне Луны.
Российская академия наук с 1965 года время от времени награждала Золотой медалью Менделеева. [74]
8 февраля 2016 года Google отпраздновал 182-й день рождения Дмитрия Менделеева дудлом. [75]
Менделеев, казалось, имел очень мало богословских обязательств. Это произошло не из-за отсутствия разоблачения. На самом деле его воспитание было глубоко религиозным, а его мать – безусловно, доминирующая сила в его юности – была исключительно набожной. Одна из его сестер даже какое-то время присоединилась к фанатичной религиозной секте. Несмотря на это, или, возможно, из-за этого, Менделеев большую часть своей жизни воздерживался от комментариев по религиозным вопросам, оставляя свои несколько слов для антиклерикальных острот... Сын Менделеева Иван позже категорически отрицал утверждения о том, что его отец был искренне православным: «Я Слышал также точку зрения о «церковной религиозности» моего отца – и я должен это категорически отвергнуть. Куличи, с которыми он не считал нужным бороться». ... Противодействие Менделеева традиционному православию не было обусловлено ни атеизмом, ни научным материализмом. Скорее, он придерживался формы романтизированного деизма.