Менделеев Дмитрий Иванович

Дмитрий Менделеев родился 27 января (8 февраля) 1834 года в Тобольске, в многодетной семье директора Тобольской гимназии И.П. Менделеева (1783-1847). Его детство прошло в Тобольске, там же в 1841 году он поступил в тобольскую гимназию.

Высшее образование он получил на отделении естественных наук физико-математического факультета Главного педагогического института в Петербурге, курс которого окончил в 1855 году с золотой медалью. В студенческие годы Менделеев получил подготовку по химии у А.А. Воскресенского, по высшей математике — у М.В. Остроградского, по физике — у Э.Х. Ленца. Владение методами математики и физики, применение их к разрешению химических проблем отличало Менделеева от большинства ученых-химиков второй половины 19 века. Уже в начале своей научной деятельности большое внимание он уделял соотношениям между составом, физическими свойствами и формами химических соединений. В выпускной диссертации «Изоморфизм в связи с другими отношениями кристаллической формы к составу» (1856) он предпринял попытку классифицировать химические элементы по кристаллическим формам их соединений.

В 1856 году Д.И. Менделеев защитил в Петербургском университете магистерскую диссертацию «Удельные объемы», в которой для клапссификации химических элементов использовал понятие удельного объема — частного от деления атомного или молекулярного веса на плотность простого или сложного вещества.
В те годы под влиянием работ Ш. Жерара происходило становление понятия молекулы, изменение системы атомных весов. Д.И. Менделеев в своей магистерской диссертации поддержал воззрения Жерара, применил его систему атомных весов. Там же русский ученый вывел зависимость, которая в позднейших обозначениях стала выражаться уравнением М = 2, 016d, где М — молекулярный вес газа или пара, d —его плотность по отношению к водороду. Эту зависимость Д.И. Менделеев назвал законом Авогадро — Жерара, а отклонения от нее объяснил термической диссоциацией, что позже подтвердилось на опыте. С 1857 года ученый в качестве доцента читал лекции по органической химии в Петербургском университете.

В 1859-1861 годах Д.И. Менделеев находился в научной командировке в Гейдельбергском университете, где работал в лаборатории Р. Бунзена. В Гейдельберге он сблизился с А.П. Бородиным и И.М. Сеченовым.

В 1860 году Д.И. Менделеев участвовал в Международном конгрессе химиков в Карлсруэ. Он входил в состав русской делегации из шести ученых-химиков, кроме него делегатами были также Н.Н. Зинин, А.П. Бородин. По докладу итальянского химика С. Канниццаро съезд принял решение разграничить понятия атом, молекула, эквивалент. Ранее эти термины использовались произвольно, что приводило к путанице в химической терминологии. Д.И. Менделеев поддержал решения съезда и последовательно проводил новые воззрения в лекциях и печатных работах. В 1861 году он опубликовал учебник «Органическая химия», удостоенный Петербургской академией наук Демидовской премии.

В 1864-1866 годах Менделеев был профессором Петербургского технологического института, в 1865 году защитил докторскую диссертацию «О соединении спирта с водой» и тогда же утвержден профессором Петербургского университета.

Приступив к чтению курса неорганической химии в Петербургском университете, Д.И. Менделеев начал работу над классическим трудом «Основы химии» (1869-1871), который изначально рассматривался как учебник для студентов. Именно в процессе работы над ним Менделеев пришел к идее периодичности химических элементов. Открытие Менделеевым периодического закона датируется 17 февраля (1 марта) 1869 года, когда он составил таблицу «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве». Ученый составил несколько вариантов периодической системы и на ее основе исправил атомные веса некоторых известных элементов, предсказал существование и свойства еще неизвестных элементов. На первых порах сама система, исправления и прогнозы Менделеева не нашли отклика в научной среде. Но после открытия предсказанных элементов (галлий, германий, скандий) периодический закон стал получать признание.
Сделанные в конце 19 — начале 20 веков открытия инертных газов и радиоактивных элементов, не только не поколебали периодического закона, как это сначала предполагалось, а только укрепили понимание его истинности. Открытие изотопов устранило ряд нарушений данной Менделеевым последовательности расположения элементов в порядке возрастания атомных весов. Теория строения атома показала, что ученый правильно расположил элементы в порядке возрастания их атомных номеров, и разрешила все сомнения о месте лантаноидов в периодической системе. Таким образом, периодический закон получил признание как один из основных законов химии.
В 1876 году ученый был избран членом-корреспондентом Петербургской академии наук.

В 1880 году он был выдвинут кандитатом в действительные члены академии наук, но был забаллотирован, что вызвало протест общественности в России и за рубежом. Свои взгляды на природу растворов Д.И. Менделеев изложил в монографии «Исследование водных растворов по удельному весу» (1887), содержащей большой экспериментальный материал. Ученый утверждал, что растворы — это находящиеся в состоянии диссоциации жидкие системы, образованные молекулами растворителя, растворенного вещества и продуктов их взаимодействия — нестойких химических соединений. На диаграммах зависимости между составом и производной от плотности по составу, то есть пределом отношения приращения плотности к приращению состава, Менделеев обнаружил изломы, которые он считал отвечающими образованию химических соединений. Значительно позже, начиная с 1912 года Н.С. Курнаков, исходя из менделеевских идей, создал учение о сингулярных точках химических диаграмм. В своих взглядах на растворы Менделеев предвосхитил теории гидратации и сольватации ионов. Представления ученого о химическом взаимодействии между компонентами растворов имели значение для разработки учения о растворах.

Во время происходивших в 1890 году студенческих волнений Д.И. Менделеев передал министру народного просвещения И.Д. Делянову петицию студенческой сходки с пожеланиями дать автономию университету и отменить полицейские функции инспекции. Делянов не принял петиции, в ответ Менделеев подал прошение об отставке. В 1890-1895 годах он был консультантом Научно-технической лаборатории Морского министерства. В 1890 году ученый изобрел новый вид бездымного пороха «пироколлодий», в 1892 году организовал его производство. В 1892 году Д.И. Менделеев был назначен ученым хранителем Депо образцовых гирь и весов, преобразованного по его инициативе в 1893 году в Главную палату мер и весов (позднее Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии имени Д.И. Менделеева). Ученый управлял Главной палатой мер и весов до конца жизни.

Научная деятельность Д.И. Менделеева охватывала разнообразные сферы. Всего он опубликовал более пятисот трудов не только по химии и химической технологии, но и по физике, метрологии, воздухоплаванию, метеорологии, сельскому хозяйству, по вопросам экономики, народного просвещения. Из исследований ученого по физике важны указание на существование «температуры абсолютного кипения» жидкостей (1860-1861), позднее названной критической температурой; вывод уравнения состояния для одного моля идеального газа (1874, уравнение Клапейрона—Менделеева); изучение отклонений реальных газов от закона Бойля — Мариотта при малых давлениях, для чего он разработал специальную аппаратуру. В 1887 году Д.И. Менделеев совершил самостоятельный, без пилота, подъем на воздушном шаре для наблюдения солнечного затмения и изучения верхних слоев атмосферы.

Д.И. Менделеев создал точную теорию весов, разработал конструкции коромысла и арретира, предложил приемы точного взвешивания. При его участии и под его руководством в Главной палате мер и весов были возобновлены прототипы фунта и аршина, произведено сравнение русских эталонов мер с английскими и метрическими эталонами (1893-1898). Д.И. Менделееев считал необходимым введение в России метрической системы мер. По его настоянию с 1899 года метрическая система мер стала использоваться в России факультативно; в 1918 году стала обязательной.

В своей научной деятельности Д.И. Менделеев признавал объективность и познаваемость законов природы, возможность использования их в интересах человека. Его научная работа была тесно связана с потребностями экономического развития страны. Особое внимание ученый уделял нефтяной, угольной, металлургической, химической промышленности. С 1860-х годов он не раз приезжал для консультаций на Бакинские нефтепромыслы; был инициатором устройства нефтепроводов и использования нефти как химического сырья. Менделеев предложил принцип непрерывной дробной перегонки нефти. В 1877 году он выдвинул гипотезу образования нефти в результате взаимодействия карбидов железа с глубинными водами при высоких температурах. В отчете о научной поездке по Южной России (1888) он указал мероприятия для освоения природных богатств Донбасса (каменного угля, железных руд, каменной соли), впервые высказал идею подземной газификации углей. Расширение разработки угольных месторождений России Менделеев связывал с развитием производства чугуна, стали и меди; отмечал необходимость добычи хромовых и марганцевых руд на Урале и Кавказе. Первоочередными задачами химической промышленности Менделеев считал увеличение производства соды, серной кислоты, искусственных минеральных удобрений на базе отечественного сырья.

В работах по вопросам сельского хозяйства Д.И. Менделеев возражал против «теории убывающего плодородия почвы», считал возможным многократное повышение плодородия земли удобрениями. Основываясь на результатах полевых опытов (1867-1869), ученый указывал на необходимость известкования кислых почв, применения размолотых фосфоритов, суперфосфата, азотных и калийных удобрений, совместного внесения минеральных и органических удобрений. Он поддерживал начинания В.В. Докучаева в сфере проведения почвенных обследований, организации кафедр почвоведения при университетах. Д.И. Менделеев уделял внимание орошению земель Нижнего Поволжья, улучшению судоходства на реках России, постройке железных дорог, освоению Северного морского пути.

Как общественный деятель, Д.И. Менделеев ратовал за скорейшее промышленное развитие и экономическую независимость России. Будучи членом Совета торговли и мануфактур он занимался разработкой нового таможенного тарифа (1889-1892). Однако процветание России ученый связывал не только с использованием ее природных богатств, но и с развитием творческих сил народа, с распространением просвещения и науки. По мысли Менделеева народное образование должно быть жизненным и реальным, а не классическим, доступным для всех сословий.

Особое значение он придавал подготовке учителей и профессоров, сам был талантливым лектором и воспитателем научной смены. Его учениками и последователями были А.А. Байков, В.И. Вернадский, В.А. Кистяковский, В.Л. Комаров, Д.П. Коновалов, Н.С. Курнаков, К.А. Тимирязев, В.Е. Тищенко, И.Ф. Шредер. Все русские химики конца 19 — начала 20 века учились по его «Основам химии», последнее издание этого учебника было осуществлено в 1947 году. В 1868 году Д.И. Менделеев вместе с А.А. Воскресенским, Н.Н. Зининым и Н.А. Меншуткиным стал инициатором основания Русского химического общества. В 1878 году оно было объединено с Русским физическим обществом в Русское физико-химическое общество; его отделение химии было преобразовано в 1932 году во Всесоюзное химическое общество имени Д.И. Менделеева.

Д.И. Менделеев. Портрет работы И.Н. Крамского

Д.И. Менделеев еще при жизни был хорошо известен во многих странах мира. В здании Петербургского университета, в бывшей квартире ученого, в 1911 году был открыт Музей и научный архив Д.И. Менделеева. В его честь были названы: подводный хребет в Северном Ледовитом океане, действующий вулкан на острове Кунашир (Курильские острова), кратер на Луне, минерал менделеевит.

В 1955 году группа американских ученых во главе с Г. Сиборгом успешно синтезировала химический элемент 101, который получил название менделевий (Md).