Менделеев Дмитрий Иванович
Менделе́ев Дми́трий Ива́нович [27.1(8.2).1834, Тобольск – 20.1(2.2).1907, Санкт-Петербург], российский химик, учёный-энциклопедист, педагог и общественный деятель; открыл один из фундаментальных законов природы – периодический закон химических элементов – и на его основе создал периодическую систему химических элементов.
Биография
Окончил отделение естественных наук физико-математического факультета Главного педагогического института в Санкт-Петербурге (1855, ученик А. А. Воскресенского; подготовку по высшей математике получил у М. В. Остроградского, по физике – у Э. Х. Ленца). Был назначен старшим учителем гимназии в Симферополе, затем перевёлся в Одессу – работал старшим учителем естественных наук в гимназии при Ришельёвском лицее (преобразован в Новороссийский университет). В 1856 г. защитил в Санкт-Петербургском университете магистерскую диссертацию «Удельные объёмы». С 1857 г. в качестве приват-доцента читал там же курс органической химии. В 1859–1861 гг. находился в научной командировке в Гейдельбергском университете; работал у Р. Бунзена и Г. Кирхгофа, а также в собственной домашней лаборатории. В 1864 г. доцент Санкт-Петербургского университета. В 1865 г. защитил докторскую диссертацию «О соединении спирта с водой» и в конце этого же года был утверждён ординарным профессором Санкт-Петербургского университета по кафедре технической химии; в 1867 г. занял кафедру неорганической (общей) химии. Одновременно в 1864–1872 гг. профессор Санкт-Петербургского технологического института. В 1890 г. покинул Санкт-Петербургский университет из-за конфликта с министром просвещения. В 1890–1895 гг. консультант Научно-технической лаборатории Морского министерства. С 1892 г. учёный-хранитель Депо образцовых гирь и весов, которое по инициативе Менделеева в 1893 г. преобразовано в Главную палату мер и весов (ныне Всероссийский НИИ метрологии), её управляющий в 1893–1907 гг.
Научная деятельность
Научная деятельность Менделеева чрезвычайно обширна и многогранна. Среди его печатных трудов (более 500) – фундаментальные работы по общей, органической и физической химии, химической технологии, физике, метрологии, воздухоплаванию, метеорологии, сельскому хозяйству, по вопросам экономики, народного просвещения и многим др. Первые научные работы Менделеева (1854–1856) посвящены исследованию изоморфизма и удельных объёмов. В 1860–1861 гг. изучил зависимость поверхностного натяжения жидкостей от температуры и открыл «температуру абсолютного кипения» жидкостей (критическая температура). В 1860 г. вместе с другими российскими химиками участвовал в Международном конгрессе химиков в Карлсруэ, на котором по инициативе С. Канниццаро были разграничены понятия атома, молекулы и эквивалента. В 1861 г. Менделеев опубликовал первый отечественный учебник по органической химии, за который был удостоен Демидовской премии Петербургской АН.
Начав читать курс неорганической химии в Санкт-Петербургском университете, Менделеев
приступил (1868) к написанию классического труда «Основы химии» (завершён в 1871; учебник 13 раз издавался на русском языке, был переведён на английский, немецкий и французкий языки). В процессе работы над учебником Менделеев открыл периодический закон химических элементов. Первый вариант таблицы элементов, выражавшей периодический закон, Менделеев опубликовал в виде отдельного листка под названием «Опыт системы элементов, основанный на их атомном весе и химическом сходстве» и разослал этот листок в марте 1869 г. многим русским и иностранным химикам. Сообщение об открытом Менделеевым соотношении между свойствами элементов и их атомными весами было сделано на заседании Русского химического общества 6(18) марта 1869 г. Н. А. Меншуткиным от имени Менделеева. В 1870–1871 гг. Менделеев внёс в первоначальный вариант периодической системы ряд исправлений и уточнений и опубликовал две классические статьи – «Естественная система элементов и применение её к указанию свойств некоторых элементов» (на русском языке) и «Периодическая законность для химических элементов» (на немецком языке – в Annalen der Chemie und Pharmacie Ю. Либиха).
Менделеев сформулировал периодический закон следующим образом: «...свойства элементов, а потому и свойства образуемых ими простых и сложных тел, стоят в периодической зависимости от их атомного веса». На основе своей системы Менделеев исправил общепринятые атомные массы некоторых элементов (бериллия, индия, урана и др.), а также сделал предположение о существовании неизвестных элементов и предсказал свойства некоторых из них. Периодическая система, внесённые исправления и прогнозы Менделеева были встречены научным сообществом сдержанно. Однако после того как предсказанные Менделеевым «экаалюминий» (галлий), «экабор» (скандий) и «экасилиций» (германий) были открыты соответственно в 1875 г., 1879 г. и 1886 г., периодический закон получил всеобщее признание в качестве одной из основ теоретической химии.
Учение о периодичности Менделеев развивал до конца жизни. В 1900 г. Менделеев и У. Рамзай пришли к выводу о необходимости включения в таблицу нулевой группы элементов, в которую вошли инертные газы. Открытие закона Мозли (1913), позволяющего экспериментально определять порядковый номер элемента в периодической системе, создание учения об изотопах (1913–1914) и теории строения атома окончательно подтвердили правильность расположения элементов в таблице Менделеева.
В начале 1870-х гг. Менделеев начал исследования упругости газов; в результате этих исследований предложил (1874) новый вывод обобщённого уравнения состояния идеального газа (уравнение Клапейрона – Менделеева). Изучал отклонения реальных газов от закона Бойля – Мариотта при малых давлениях, для чего разработал специальную аппаратуру.
В 1870–1880-х гг. Менделеев провёл ряд исследований по вопросам метеорологии – измерению температуры верхних слоёв атмосферы, уточнению закономерностей зависимости атмосферного давления от высоты и т. д. Сконструировал чувствительный дифференциальный
барометр, пригодный для практического нивелирования. Осуществил в 1887 г. для научных наблюдений полёт на воздушном шаре.В 1865–1887 гг. Менделеев выполнил цикл работ по физикохимии растворов, которые обобщил в работе «Исследование водных растворов по удельному весу» (1887). Разработал гидратную теорию водных растворов, основанную на предположении о существовании в растворе неустойчивых химических соединений – продуктов взаимодействия растворителя с растворённым веществам. Показал наличие на диаграммах состав – производная плотности по составу изломов, которые считал отвечающими образованию определённых (стехиометрических) химических соединений. Дальнейшим развитием этих идей Менделеева позднее стало учение Н. С. Курнакова о сингулярных точках.
Менделееву принадлежит ряд важнейших работ в области метрологии. Разработал точную теорию весов, предложил усовершенствованные конструкции коромысла и арретира. Под руководством Менделеева в 1893–1898 гг. были обновлены эталоны фунта и аршина, произведено сравнение русских мер с английскими и метрическими. По настоянию Менделеева с 1899 г. в России была факультативно допущена метрическая система мер.
Научные исследования Менделеева были неразрывно связаны с потребностями экономического развития страны. Особое внимание Менделеев уделял нефтяной, угольной, металлургической и химической промышленности, выступал за экономическую независимость России. Результаты докторской диссертации учёного были использованы для корректировки спиртометрических таблиц. Начиная с 1860-х гг. Менделеев занимался проблемами переработки нефти и на основании собственных исследований предложил принцип дробной перегонки. Настаивал на необходимости использования нефти не только как топлива, а прежде всего в виде сырья для химической промышленности. Предложил (1877) гипотезу неорганического происхождения нефти в результате взаимодействия карбидов железа с подземными водами при высоких температурах и давлениях. В 1888 г. высказал идею подземной газификации каменного угля. В 1890–1892 гг. (совместно с И. М. Чельцовым) разработал технологию изготовления нового типа бездымного пороха.
Менделеев неоднократно посещал Бакинские нефтепромыслы, Донецкие месторождения каменного угля, Урал, ездил в Западную Европу и США на промышленные выставки и для ознакомления с промышленными предприятиями. Участвовал в работе правительственных комитетов по налоговой и таможенной политике. При деятельном участии Менделеева был разработан проект нового таможенного тарифа; в 1892 г. была опубликована книга «Толковый тариф», представляющая комментарий к этому проекту и вместе с тем глубоко продуманный
обзор российской промышленности с указанием на её нужды и будущие перспективы. В своих экономических работах выступал с позиций протекционизма. Настаивал на необходимости хозяйственной самостоятельности России, обосновывал невыгодность экспорта сырья, необходимость развития отечественной перерабатывающей промышленности, строительства новых железных дорог, улучшения речного судоходства и освоения Северного морского пути. Изучал динамику и структуру народонаселения, статистику доходов и расходов городского и сельского населения России и других стран. Опубликовал ряд работ по агрохимии, в которых обосновывал возможность многократного повышения плодородия земли за счёт известкования кислых почв, применения минеральных и органических удобрений.
Важнейшим условием процветания России Менделеев считал не только рост промышленности и рациональное использование природных ресурсов, но и развитие творческих сил народа, распространение просвещения и науки. В работах, посвящённых проблемам организации системы образования в России, указывал на необходимость доступности образования для всех сословий, его ориентации на практическую деятельность. Особое значение Менделеев придавал подготовке учителей и профессоров; был талантливым лектором. Учениками или последователями Менделеева были Г. Г. Густавсон, В. А. Кистяковский, В. Л. Комаров, Д. П. Коновалов, Н. С. Курнаков, К. А. Тимирязев, В. Е. Тищенко и другие российские учёные. Менделеев принимал участие в издании ряда энциклопедий и справочников (в том числе Энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона). Один из основателей Русского химического общества (1868), преобразованного в 1878 г. в Русское физико-химическое общество, президентом которого Менделеев был в 1883–1884 гг., 1891–1892 и 1894 г.
Награды
В 1876 г. избран член-корреспондент Петербургской АН, однако кандидатура Менделеева в действительные академики была в 1880 г. отвергнута, что вызвало протест русской общественности. Член и почётный член многих АН и научных обществ (в том числе Лондонского королевского общества с 1892, Национальной академии деи Линчеи с 1893, Национальной АН США с 1903), почётный профессор многих университетов.
Награждён орденом Святого Александра Невского, орденом Святого Владимира 1-й степени, орденом Почётного легиона и многими другими наградами. Лондонское королевское общество присудило Менделееву в 1882 г. Золотую медаль Г. Дэви (в знак признания работ по периодическому закону, одновременно с Ю. Мейером), в 1905 г. – медаль Г. Копли, Лондонское химическое общество в 1889 г. – медаль М. Фарадея.
Признание
В честь Менделеева названы элемент 101 (менделевий) и минерал менделеевит. Имя
Менделеева носят Российское химическое общество, Российский химико-технологический университет, Тобольский государственный педагогический институт, Всероссийский НИИ метрологии, подводный хребет в Северном Ледовитом океане, вулкан, ряд населённых пунктов и географических объектов и др. РАН и Российское химическое общество присуждают (с 1965) премию и Золотую медаль имени Д. И. Менделеева за лучшие работы по химии и химической технологии.
В память Менделеева с 1907 г. проводятся Менделеевские съезды по общей и прикладной химии (21-й состоялся в 2019), ежегодные Менделеевские чтения в Санкт-Петербурге (с 1941). В Санкт-Петербургском государственном университете (СПбГУ) работает основанный в 1911 г. Музей-архив Д. И. Менделеева.