Дмитрий Иванович Менделеев ForMemRS (иногда латинизируется как Mendeleev , Mendeleiev или Mendeleef ; английский: / ˌ m ɛ n d əl ˈ eɪ ə f / MEN -dəl- AY -əf ; [2] русский: Дмитрий Иванович Менделеев , латинизированный: Дмитрий Иванович Менделеев , [а] МПА: [ˈdmʲitrʲɪj ɪˈvanəvʲɪtɕ mʲɪnʲdʲɪˈlʲejɪf] ; 8 февраля [OS27 января] 1834 – 2 февраля [ OS 20 января] 1907) был русскимхимикоми изобретателем. Он наиболее известен формулировкойПериодического законаи созданием версиипериодической таблицы элементов. Он использовал Периодический закон не только для исправления принятых в то время свойств некоторых известных элементов, таких как валентность и атомный весурана, но и для предсказания свойств трех элементов, которые еще не были открыты (германий,галлийискандий).
Менделеев родился в селе Верхние Аремзяны, недалеко от 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 преподавателем изящных искусств, политики и философии в Тамбовской и Саратовской гимназиях. [5] Отец Ивана, Павел Максимович Соколов, был священником русской православной церкви из Тверской губернии. [6] Согласно традиции священников того времени, детям Павла давали новые фамилии во время обучения в духовной семинарии , [7] а Иван получил фамилию Менделеев по фамилии местного помещика. [8]
Мария Корнильева происходила из известной семьи тобольских купцов, основателей первой сибирской типографии, которые вели свою родословную от Якова Корнильева, посадского человека XVII века, ставшего богатым купцом. [9] [10] В 1889 году местный библиотекарь опубликовал статью в тобольской газете, в которой утверждал, что Яков был крещеным телеутом , этническим меньшинством, известным в то время как «белые калмыки ». [11] Поскольку никаких источников предоставлено не было и никаких документированных фактов о жизни Якова так и не было раскрыто, 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 он так любил, что, когда она умерла, он тоже умер от горя». [14] Однако это противоречит задокументированным семейным хроникам, и ни одна из этих легенд не подтверждается автобиографией Менделеева, мемуарами его дочери или жены. [4] [15] [16] Однако 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 Иван позже сообщил, что Менделеев отошел от Церкви и принял форму «романтизированного деизма ». [22]
Менделеев был младшим из 17 братьев и сестер, из которых «только 14 остались в живых, чтобы креститься», по словам брата Менделеева Павла, что означает, что остальные умерли вскоре после своего рождения. [5] Точное число братьев и сестер Менделеева различается в разных источниках и до сих пор является предметом некоторых исторических споров. [23] [b] К сожалению для финансового благополучия семьи, его отец ослеп и потерял свою должность учителя. Его мать была вынуждена работать, и она возобновила заброшенный стекольный завод своей семьи. В возрасте 13 лет, после смерти отца и уничтожения фабрики его матери пожаром, Менделеев поступил в гимназию в Тобольске.
В 1849 году его мать взяла Менделеева через всю Россию из Сибири в Москву с целью зачисления Менделеева в Московский университет . [8] Университет в Москве не принял его. Мать и сын продолжили обучение в Санкт-Петербурге , в альма-матер отца. Теперь бедная семья Менделеевых переехала в Санкт-Петербург, где он поступил в Главный педагогический институт в 1850 году. После окончания университета он заболел туберкулезом , из-за чего в 1855 году переехал на Крымский полуостров на северном побережье Черного моря . Там он стал учителем естественных наук 1-й Симферопольской гимназии . В 1857 году он вернулся в Санкт-Петербург с полностью восстановленным здоровьем.
Между 1859 и 1861 годами он работал над капиллярностью жидкостей и работой спектроскопа в Гейдельберге . Позже, в 1861 году, он опубликовал учебник под названием « Органическая химия» . [26] Это принесло ему Демидовскую премию Петербургской академии наук. [26]
4 апреля 1862 года он обручился с Феозвой Никитичной Лещевой, а 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 профессора в Санкт-Петербургском университете и начал преподавать неорганическую химию, сменив на этом посту Воскресенского; [26] к 1871 году он превратил Санкт-Петербург в международно признанный центр химических исследований.
В 1863 году было известно 56 элементов , и примерно один новый элемент открывался со скоростью один в год. Другие ученые ранее определили периодичность элементов. Джон Ньюлендс описал закон октав , отметив их периодичность в соответствии с относительным атомным весом в 1864 году, и опубликовал его в 1865 году. Его предложение определило потенциал новых элементов, таких как германий . Концепция была подвергнута критике, и его нововведение не было признано Обществом химиков до 1887 года. Другим человеком, предложившим периодическую таблицу, был Лотар Мейер , который опубликовал статью в 1864 году, описывающую 28 элементов, классифицированных по их валентности, но без предсказаний новых элементов.
Став учителем в 1867 году, Менделеев написал « Основы химии » , которые стали окончательным учебником своего времени. Он был опубликован в двух томах между 1868 и 1870 годами, и Менделеев написал его, когда готовил 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 его периодической таблицы; он утверждал, что видел во сне полное расположение элементов : [28] [29] [30] [31] [32]
Я видел во сне таблицу, где все элементы встали на свои места, как и требовалось. Проснувшись, я тут же записал ее на листе бумаги, только в одном месте позже мне показалось необходимым внести исправления.
— Менделеев, цитируемый Иностранцевым [33] [34]
Не зная о более ранней работе по периодическим таблицам, которая велась в 1860-х годах, он составил следующую таблицу:
Добавляя дополнительные элементы по этой схеме, Менделеев разработал свою расширенную версию периодической таблицы. [35] [36] 6 марта 1869 года он сделал официальный доклад Русскому химическому обществу под названием « Зависимость между свойствами атомных весов элементов» , в котором описывал элементы в соответствии как с атомным весом (теперь называемым относительной атомной массой ), так и с валентностью . [37] [38] В этом докладе говорилось, что
Менделеев опубликовал свою периодическую таблицу всех известных элементов и предсказал несколько новых элементов, чтобы завершить таблицу в русскоязычном журнале. Всего несколько месяцев спустя Мейер опубликовал практически идентичную таблицу в немецкоязычном журнале. [39] [40] Менделеев отличился тем, что точно предсказал свойства того, что он назвал экасиликоном, экаалюминием и экабороном ( германий , галлий и скандий соответственно). [41] [42]
Менделеев также предложил изменения в свойствах некоторых известных элементов. До его работы предполагалось, что уран имеет валентность 3 и атомный вес около 120. Менделеев понял, что эти значения не вписываются в его периодическую таблицу, и удвоил и валентность до 6, и атомный вес до 240 (близко к современному значению 238). [43]
Для своих предсказанных трех элементов он использовал префиксы эка, дви и три ( санскрит один, два, три) в их наименовании. Менделеев подверг сомнению некоторые из принятых в то время атомных весов (в то время их можно было измерить только с относительно низкой точностью), указав, что они не соответствуют тем, которые предполагал его Периодический закон. Он отметил, что теллур имеет более высокий атомный вес, чем йод , но он разместил их в правильном порядке, неправильно 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, которая была актинидами , которые были одними из самых тяжелых по атомному весу. Некоторые люди отвергли Менделеева за предсказание того, что будет больше элементов, но его правота была доказана, когда в 1875 и 1886 годах были обнаружены Ga ( галлий ) и Ge ( германий ) соответственно, идеально вписавшиеся в два недостающих пробела. [44]
Используя санскритские префиксы для наименования «отсутствующих» элементов, Менделеев, возможно, отдал дань уважения санскритским грамматикам Древней Индии, которые создали теории языка, основанные на их открытии двумерных моделей звуков речи (примером чему служат Шива -сутры в санскритской грамматике Панини ). Менделеев был другом и коллегой санскритолога Отто фон Бётлингка , который примерно в это же время готовил второе издание своей книги о Панини [45] , и Менделеев хотел почтить Панини своей номенклатурой. [46] [47] [48]
Первоначальный проект, составленный 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 [ требуется ссылка ] Анной Ивановой Поповой и начал ухаживать за ней; в 1881 году он сделал ей предложение и пригрозил самоубийством, если она откажется. Его развод с Лещевой был оформлен через месяц после того, как он женился на Поповой (2 апреля) [51] в начале 1882 года. Даже после развода Менделеев был формально двоеженцем ; Русская православная церковь требовала не менее семи лет до законного повторного брака. Его развод и окружающие его споры способствовали тому, что его не приняли 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 . Его другими детьми были сын Владимир (моряк, он принимал участие в известном 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, включая (в 1882 году) медаль Дэви от Лондонского королевского общества (которое позже также наградило его медалью Копли в 1905 году), [52] он ушел из Санкт-Петербургского университета 17 августа 1890 года. Он был избран иностранным членом Королевского общества (ForMemRS) в 1892 году , [1] а в 1893 году 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 осознал важность нефти как сырья для нефтехимии . Ему приписывают замечание, что сжигание нефти в качестве топлива «было бы похоже на разжигание кухонной плиты ассигнациями». [53]
В 1905 году Менделеев был избран членом Королевской шведской академии наук . В следующем году Нобелевский комитет по химии рекомендовал Шведской академии присудить Нобелевскую премию по химии за 1906 год 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 делала почти в каждом случае. Неожиданно на полном заседании академии несогласный член Нобелевского комитета Петер Класон предложил кандидатуру Анри Муассана , которому он отдавал предпочтение. Сванте Аррениус , хотя и не был членом Нобелевского комитета по химии, имел большое влияние в академии и также настаивал на отклонении Менделеева, утверждая, что периодическая система была слишком стара, чтобы признать ее открытие в 1906 году. По словам современников, Аррениус был мотивирован обидой, которую он питал к Менделееву за его критику теории диссоциации Аррениуса . После жарких споров большинство академии выбрали Муассана с перевесом в один голос. [55] Попытки номинировать Менделеева в 1907 году снова были сорваны абсолютным противодействием 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 его лечащему врачу: «Доктор, у вас есть наука, у меня есть вера», что, возможно, является цитатой Жюля Верна . [57]
Менделеев внес и другие важные вклады в науку. Русский химик и историк науки Лев Чугаев характеризовал его как
«гениальный химик, первоклассный физик, плодотворный исследователь в области гидродинамики, метеорологии, геологии, некоторых отраслей химической технологии (например, взрывчатых веществ, нефти и топлива) и других смежных с химией и физикой дисциплин, глубокий знаток химической промышленности и промышленности в целом, оригинальный мыслитель в области экономики [...]» [58]
Менделеев был одним из основателей в 1868 году Русского химического общества
. Он работал над теорией и практикой протекционистской торговли и над сельским хозяйством.В попытке 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 более легкий всепроникающим, всепроникающим газом, а немного более тяжелый — предполагаемым элементом, коронием .
Менделеев посвятил много исследований и внес важный вклад в определение природы таких неопределенных соединений, как растворы .
В другом отделе физической химии он исследовал расширение жидкостей под воздействием тепла и разработал формулу, похожую на закон 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 сцепление и теплота испарения становятся равными нулю, а жидкость превращается в пар, независимо от давления и объема. [52]
Менделееву приписывают введение метрической системы в Российской империи . [59]
Он изобрел пироколлодий , разновидность бездымного пороха на основе нитроцеллюлозы . Эта работа была заказана российским флотом , который, однако, не принял ее на вооружение. В 1892 году Менделеев организовал ее производство.
Менделеев изучал происхождение нефти; он пришел к выводу, что углеводороды являются абиогенными и образуются глубоко в недрах земли – см. Абиогенное происхождение нефти . Он писал: «Главный факт, который следует отметить, заключается в том, что нефть родилась в глубинах земли, и только там мы должны искать ее происхождение». [60]
Начиная с 1870-х годов он публиковал работы, выходящие за рамки химии, рассматривая аспекты российской промышленности и технические вопросы сельскохозяйственной производительности. Он исследовал демографические проблемы, спонсировал исследования Арктического моря , пытался измерить эффективность химических удобрений и продвигал торговый флот. [61] Он был особенно активен в улучшении российской нефтяной промышленности, проводя подробные сравнения с более развитой промышленностью в Пенсильвании . [62] Хотя он не был хорошо подкован в экономике, он наблюдал за промышленностью во время своих европейских путешествий, и в 1891 году он помог убедить Министерство финансов ввести временные тарифы с целью содействия развитию российской молодой промышленности . [63]
В 1890 году он оставил свою профессорскую должность в Санкт-Петербургском университете после спора с чиновниками Министерства народного просвещения по поводу обращения со студентами университета. [64] В 1892 году он был назначен директором Центрального бюро мер и весов России и проложил путь к стандартизации основных прототипов и процедур измерений. Он создал систему инспекций и ввел метрическую систему в России. [65] [66]
Он спорил против научных утверждений спиритуализма, утверждая, что метафизический идеализм был не более чем невежественным суеверием. Он сетовал на широкое принятие спиритуализма в русской культуре и его негативное влияние на изучение науки. [67]
Очень популярная русская история приписывает Менделееву установление 40% стандарта крепости водки . Например, водка «Русский стандарт» рекламирует: «В 1894 году Дмитрий Менделеев, величайший ученый всей России, получил указ об установлении императорского стандарта качества для русской водки, и родился «Русский стандарт»» [68]. Другие ссылаются на «высшее качество русской водки, утвержденное царской правительственной комиссией во главе с Менделеевым в 1894 году». [69]
Фактически, стандарт 40% был введен российским правительством уже в 1843 году, когда Менделееву было девять лет. [69] Правда, что Менделеев в 1892 году стал главой Архива мер и весов в Санкт-Петербурге и в следующем году преобразовал его в правительственное бюро, но этому учреждению было поручено стандартизировать российские торговые весы и измерительные приборы, а не устанавливать какие-либо стандарты качества продукции. Кроме того, докторская диссертация Менделеева 1865 года была озаглавлена «Рассуждение о соединении спирта с водой», но в ней обсуждались только концентрации медицинского спирта свыше 70%, и он никогда ничего не писал о водке. [69] [70]
С именем и достижениями ученого связан ряд мест и объектов.
В Санкт-Петербурге его имя присвоено Институту метрологии имени Д.И. Менделеева , Национальному метрологическому институту [71] , занимающемуся установлением и поддержкой национальных и мировых эталонов точных измерений. Рядом с ним находится памятник ему, состоящий из его сидящей статуи и изображения его периодической таблицы на стене учреждения.
В здании Двенадцати коллегий , ныне являющемся центром Санкт-Петербургского государственного университета , а при Менделееве — Головным педагогическим институтом, находится Мемориальный музей- квартира Дмитрия Менделеева [72] с его архивом. Улица перед ним носит его имя — Менделеевская линия .
В Москве находится Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева . [73]
Менделевий , синтетический химический элемент с символом Md (ранее Mv) и атомным номером 101, был назван в честь Менделеева. Это металлический радиоактивный трансурановый элемент в ряду актинидов, обычно синтезируемый путем бомбардировки эйнштейния альфа-частицами.
Минерал менделевит-Ce, Cs
6(Се
22Ca
6)(Си
70О
175)(ОН,Ф)
14(ЧАС
2О)
21, был назван в честь Менделеева в 2010 году. [74] Родственный вид менделеевит-Nd, Cs
6[(Nd,РЗЭ)
23Ca
7](Си
70О
175)(ОН,Ф)
19(ЧАС
2О)
16, был описан в 2015 году. [75]
Имя ученого носит также крупный лунный ударный кратер Менделеев , расположенный на обратной стороне Луны.
Российская академия наук периодически присуждает Золотую медаль имени Менделеева с 1965 года. [76]
8 февраля 2016 года Google отпраздновал 182-й день рождения Дмитрия Менделеева с помощью дудла. [77]
У Менделеева, казалось, было очень мало теологических обязательств. Это было не из-за отсутствия воздействия. Его воспитание было на самом деле глубоко религиозным, и его мать — безусловно, доминирующая сила в его юности — была исключительно набожной. Одна из его сестер даже присоединилась к фанатичной религиозной секте на какое-то время. Несмотря на, или, возможно, именно из-за этого происхождения, Менделеев воздерживался от комментариев по религиозным вопросам большую часть своей жизни, приберегая свои немногие слова для антиклерикальных острот ... Сын Менделеева Иван позже яростно отрицал утверждения о том, что его отец был набожно православным: «Я также слышал мнение о «церковной религиозности» моего отца — и я должен категорически отвергнуть это. С самых ранних лет отец практически откололся от церкви — и если он терпел некоторые простые повседневные обряды, то только как невинную национальную традицию, похожую на пасхальные куличи, с которыми он не считал стоящим борьбы». ... Противостояние Менделеева традиционному православию не было обусловлено ни атеизмом, ни научным материализмом. Скорее, он придерживался некой формы романтизированного деизма.
приписывают введение метрической системы в Российской империи.