Веб-квест Абетка природи: Біографія Д.І.Менделєєва

Дмитро Іванович Менделєєв народився 27 січня (8 лютого) 1834 р. в Тобольську в сім'ї директора гімназії народних училищ Тобольської губернії Івана Павловича Менделєєва. Це була велика дружня культурна сім'я російського інтелігента.

Мати Дмитра Івановича - Марія Дмитрівна походила з давньої культурної сибірської сім'ї. Вона була зразковою вихователькою своїх багатьох дітей. Дмитро Іванович - остання сімнадцята її дитина.

Дитинство та роки ранньої юності Дмитро Іванович Менделєєв провів у селі, у здоровому трудовому оточенні, серед селян і заводських робітників. На все життя він зберіг набуту в дитинстві любов до праці, глибоку повагу до майстрів своєї справи, велику зацікавленість до фабрично-заводського виробництва й сільського господарства. Як найменший член сім'ї він рано навчився читати та писати і в семирічному віці підготувався до вступу в гімназію разом зі старшим братом Павлом. Однак через малу кількість років він був прийнятий у Тобольську гімназію з умовою, що залишиться на другий рік у першому класі.

Роки навчання в гімназії не вплинули на вибір майбутньої діяльності та подальший життєвий шлях Д. Менделєєва.

Дмитру Івановичу Менделєєву було лише 15 років, коли він у 1849 році одержав атестат про закінчення гімназії. Треба було вирішити: що робити далі? Це питання більше хвилювало матір Марію Дмитрівну, аніж її малолітнього сина.

Від знайомих гімназійних учителів Марія Дмитрівна знала, що, не дивлячись на посередні оцінки з деяких предметів, її син мав видатні, унікальні здібності. Вона вирішила вивести сина на широку життєву дорогу і насамперед дати йому вищу освіту.

9 серпня 1850 року конференція Головного педагогічного інституту в Петербурзі затвердила Менделєєва у званні студента.

Головний педагогічний інститут був закритим навчальним закладом. Студенти не тільки вчились, а й жили в інституті й могли виходити з його стін лише з дозволу інспектора. Дмитра Івановича Менделєєва мало турбувало тяжке, інколи нестерпне життя, він цілком віддавався навчанню, захоплюючись природничими науками.

З перших років навчання він змушений був думати про заробіток. У канікулярний час наймався в багаті сім'ї репетитором. На старших курсах педінституту він займався літературною працею, друкуючи в журналах різні дрібні нариси й огляди наукових досягнень.

У травні та червні 1855 року Менделєєв здавав випускні іспити в Петербурзькому Головному педагогічному інституті. Добре відомий професорам інституту видатними здібностями та працелюбністю, він уразив екзаменаторів глибиною знань і вмінням чітко висловлювати свої думки. Відмінно був зданий іспит із хімії. Присутні на іспиті вітали О. О. Воскресенського з талановитим учнем.

За видатні успіхи в науках Дмитро Іванович Менделєєв після закінчення інституту нагороджений «Золотою медаллю» і йому присвоєно звання старшого вчителя.

Дмитру Івановичу і ще кільком студентам, які відмінно закінчили інститут, запропонували підготовку на здачу іспитів для присвоєння звання вченого ступеня - магістр. Менделєєв не зміг залишитись при інституті. Хвороба, яка почалася на другому році навчання, була дуже небезпечною. Лікарі запропонували жити на півдні. І він змушений був погодитись на місце вчителя в Одеській гімназії. Навесні 1856 р. Менделєєв узяв відпустку для здачі магістерських іспитів.

Після захисту на звання «магістр» Д. І. Менделєєв за дуже короткий термін підготував дисертацію на тему «Будова кремнієвих сполук» і успішно її захистив 21 жовтня 1856 р. Після цього він отримує посаду приват-доцента в Петербурзькому університеті.

На посаді приват-доцента Петербурзького університету Менделєєв не отримував постійного заробітку. Тому він змушений був шукати додаткових засобів для життя: викладав хімію у другому кадетському корпусі м. Петербурга, паралельно він займався літературною працею. У 1857 р. його нариси з різних питань розвитку науки публікувалися в журналі Міністерства народної освіти та в інших журналах, також він підготував кілька статей різними мовами. Так продовжувалось до початку 1859 р.

У січні 1859 р. було нарешті задоволено клопотання Головного педагогічного інституту та Петербурзького університету про відрядження магістра Менделєєва за кордон «для вдосконалення в науках».

Менделєєв поїхав за кордон після закінчення лекцій з курсу органічної хімії в університеті (1859 р). Він вибрав основним пунктом перебування за кордоном давній німецький університет міста Гейдельберга. У цьому місті можна було спокійно вести дослідження, не відволікаючись на справи великих міст. Крім цього, у Гейдельберзі було багато молодих російських учених різних спеціальностей.

Менделєєв швидко став загальновизнаним головою гуртка, який стихійно організувався з молодих учених.

Постійними членами цього гуртка насамперед слід назвати відомого пізніше композитора й хіміка А. П. Бородіна, відомого філолога В. І. Сєчєнова, природознавців В. І. Олєвінського, В. І. Славича, А. В. Майкова.

Із тимчасових членів гуртка, які приїжджали на деякий час до Гейдельберга, слід згадати молодого професора О. М. Бутлерова, хіміків К. П. Лисенка, О. М. Вишнеградського, відомого пізніше лікаря С. П. Боткіна, біологів А. О. Ковалевського, Н. С. Фамінцина та українську письменницю Марко Вовчок.

Учений-енциклопедист, член-кореспондент Петербурзької академії наук, професор Петербурзького університету й водночас технологічного інституту. З 1892 р. учений - зберігач Депо зразкових мір і ваг, яке за його ініціативою в 1893 р. перетворене в Головну палату мір і ваг. Найбільш повну характеристику Д. І. Менделєєву дав Л. О. Чугаєв: «Геніальний хімік, першокласний фізик, успішний дослідник у галузі гідродинаміки, метрології, геології, у різних відділах хімічної технології (вибухові речовини, нафта, учення про паливо)... Глибокий знавець хімічної промисловості, взагалі, оригінальний мислитель у галузі вчення про народне господарство».

Наукова спадщина Д. І. Менделєєва надзвичайно широка й багатогранна. Він залишив понад 500 друкованих наукових праць. Автор фундаментальних досліджень з хімії, хімічної технології, фізики, сільського господарства, економіки, освіти.

Перші наукові роботи (1854-1856) присвятив вивченню ізоморфізму й питомих об'ємів. Відкрив у 1860 році температуру абсолютного кипіння (критичну температуру рідини).

У 1861 році видав підручник «Органическая химия» (перший вітчизняний підручник з органічної хімії), за який був нагороджений премією Петербурзької академії наук. У процесі роботи над першим виданням «Основ химии» формує ідею про періодичну залежність властивостей хімічних елементів від їх атомної ваги. Ця класична праця, яка за життя Д. І. Менделєєва була видана вісім разів, восьме - у 1906 р.

Наукові дослідження Д. І. Менделєєв органічно пов'язував із проблемами економіки, особливо з розвитком нафтової, вугільної, металургійної та хімічної промисловості. У 1877 році висунув ідею про неорганічне походження нафти, запропонував принцип безперервної фракційної перегонки нафти. Авторитет Д. І. Менделєєва був настільки високий, що його постійно запрошували експертом для розв'язання складних економічних проблем. Так, під час відрядження в Донбас у 1888 р. він уперше запропонував теорію підземної газифікації вугілля, розробив програму інтенсифікації освоєння його природних ресурсів (кам'яного вугілля, залізних руд, кам'яної солі), передбачив велике майбутнє промисловості цього унікального краю.

Д. І. Менделєєв у 1890 році винайшов новий тип бездимного пороху (піроколодій), організував його виробництво. Пропагував застосування в сільському господарстві мінеральних добрив і зрошення засушених земель. Здійснив у 1887 році політ на повітряній кулі для спостереження сонячного затемнення. Запропонував гіпотезу про природну радіоактивність (1902). Член і почесний член понад 90 академій наук, наукових товариств, університетів та інститутів різних країн. Один із засновників Російського хімічного товариства, його президент.

Працюючи з молоддю, Дмитро Іванович завжди захищав та обстоював права студентів. Він був палким патріотом і сміливим захисником прогресивних ідей.

Багатогранна діяльність Д. І. Менделєєва була тісно пов'язана з розвитком науки, освіти та економіки України. Відомі його широкі зв'язки з багатьма передовими українськими хіміками та іншими вченими, особливо Київського та Харківського університетів. Ще 1871 р. Д. І. Менделєєв брав активну участь у третьому з'їзді природознавців, що відбувся в Києві.

Д. І. Менделєєв приділяв велику увагу організації вищої освіти, зокрема, брав активну участь у створенні Київського політехнічного інституту (1898 р.). У 1903 році він був головою екзаменаційної комісії першого випуску інженерів, агрономів цього ВНЗ.

Відкриття періодичного закону хімічних елементів - явище незвичайне в історії науки, а насамперед, виключно дивовижне. Природно, саме тому, що історики науки виявляють особливу зацікавленість як до генезису самої ідеї періодичності властивостей хімічних елементів, так і до творчого процесу розробки цієї ідеї, її втілення у всеохоплюючий закон природи. Не дивно, що історії відкриття періодичного закону присвячено багато літературних праць.

. Успішне розв'язання Менделєєвим завдання закономірних зв'язків властивостей хімічних елементів - задача, яку не вдалося розв'язати його багаточисленним попередникам, пояснюється абсолютно науковим підходом Менделєєва до цієї проблеми. Він рішуче відкинув обмеження однією властивістю хімічного елемента. Уже першу свою таблицю «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве» Менделєєв побудував на співставленні двох властивостей елементів.

Відкриттю періодичного закону хімічних елементів Менделєєва сприяла вся його попередня наукова діяльність. Періодичний закон ніби завершив попередні дослідження, пов'язані з вивченням фізико-хімічних властивостей різних речовин, із знаходженням зв'язків та аналогій між різними сполуками елементів.

Достеменно відомо, що перша періодична система елементів була складена та переписана Менделєєвим у понеділок 17 лютого (1 березня) 1869 р. Рукописний варіант таблиці, а також попередні її фрагменти зберігалися в паперах Менделєєва. Уже 19-20 лютого таблиця була надрукована з російськими та французькими заголовками та розіслана російським і закордонним ученим.

Четвертий учасник проекту. Як же працював Дмитро Іванович над таблицею хімічних елементів? Якось він говорив друзям: «Усе в голові склалось, - а виразити в таблиці не можу». Пізніше Лапшин писав: «Менделєєв три дні і три ночі, не лягаючи спати, працював у конторці, пробуючи скомбінувати результати своєї думки в таблиці, та спроби досягнути цього були безуспішні. Зрештою, під впливом сильної втоми Менделєєв ліг і зразу ж заснув. «Бачу уві сні таблицю, де елементи розставлені так, як треба. Прокинувся, тут же записав на папірці, - тільки, як пізніше виявилось, в одному місці потрібне було уточнення».

Твердження П. Іностранцева, що Менделєєв побачив періодичну систему «уві сні», не слід розуміти буквально. Зрозуміло, що напружена протягом кількох діб і спрямована думка Менделєєва продовжувала працювати й уві сні. Можливо, що уві сні була знайдена та частинка, якої не вистачало для встановлення зв'язку між групами неподібних елементів. Це природно, психологам такі випадки добре відомі. Таким чином, процес підготовки відкриття і саме відкриття стають повністю зрозумілими.

У 1871 р. Д. І. Менделєєв увів у хімію терміни, що відповідають атомно-молекулярному вченню, тобто науково обґрунтовані поняття «проста речовина» та «хімічний елемент».

Замінивши емпіричне уявлення про хімічний елемент науково обґрунтованими поняттями, Д. І. Менделєєв здійснив наукову революцію в теоретичній хімії.

Використовуючи поняття «хімічний елемент» як класифікаційну одиницю, Д. І. Менделєєв розробив класифікацію атомів у вигляді періодичної системи, науковим обґрунтуванням якої були атомно-молекулярне вчення й відкритий ним періодичний закон.

Маючи наукове обґрунтування, менделєєвська класифікація атомів з розвитком науки збагачувалась новими класифікаційними ознаками й одержала науково-теоретичне обґрунтування на більш високому рівні.

Докази рівності порядкового номера елемента та заряду ядра його атома мали величезне значення для розвитку вчення про періодичність. Перша таблиця, в якій були проставлені дійсні порядкові номери хімічних елементів, належить П. Фаянсу (опублікована в 1915 р.). 18 жовтня 1921 р. Н. Бор продемонстрував форму періодичної системи елементів у вигляді східців, у якій вперше було продемонстровано послідовність формування електронних конфігурацій атомів у відповідності до зростання порядкових номерів елементів.

У 1931 р. А. Зоммерфельд запропонував ідеальну схему, що відповідає поступовому заповненню кожної орбіталії до повної ємності.

Резерфорд у 1934 р. з виникненням квантової механіки та застосування квантово-механічних методів до атомної моделі створив спрощену квантово-механічну теорію періодичної системи.