Менделеев

Менделеев, Дмитрий Иванович

(27 янв. 1834 - 20 янв. 1907) - рус. ученый; открыл периодич. закон химич. элементов, являющийся естественнонаучной основой современного учения о веществе.

Родился в г. Тобольске, где его отец был дир. гимназии. По окончании гимназии (1849) поступил в 1850 на естественное отделение физико-математич. фак-та Главного педагогич. ин-та в Петербурге, где изучал химию у А. А. Воскресенского. В 1855 окончил ин-т с золотой медалью. В 1856 защитил в Петербург. ун-те магистерскую диссертацию, а вслед за ней дисс. на звание приват-доцента "О строении кремнеземистых соединений" (там же). В 1857 М. был утвержден доцентом Петербург. ун-та, где читал курс органич. химии. В 1859 командирован за границу. В Гейдельберге, устроив в своей квартире лабораторию, М. провел ряд важных исследований в области физич. химии, в частности открыл существование критич. температуры.

М. принял деятельное участие в работах международного съезда химиков в Карлсруэ (1860), на к-ром была установлена единая система атомных весов и химич. формул. По возвращении в 1861 в Россию продолжал чтение лекций в ун-те; в этом же году опубликовал труд "Органическая химия" (Соч., т. 8, 1948), явившийся первым рус. учебником органич. химии. За этот учебник М. был удостоен Петербург. АН Демидовской премии. В 1864 он был избран проф. Петербург. практич. технологич. ин-та по кафедре химии. В 1865 защитил дисс. на степень доктора химии, а в конце этого же года был утвержден ординарным проф. Петербург. ун-та по кафедре технич. химии; в 1867 занял кафедру неорганич. (общей) химии. В 1868 М. приступил к работе над "Основами химии". Работая над этим курсом, он открыл периодич. закон химич. элементов. При деятельном участии М. было создано (1868) Русское химич. об-во (ныне Всесоюзное химич. об-во им. Д. И. Менделеева).

Рус. ученые Н. Н. Зинин, А. М. Бутлеров и др. в 1874 предложили кандидатуру М. в адъюнкты Петербург. АН по химии, но это предложение было отклонено реакционным большинством Академии. В 1876 он был избран чл.-корр. АН. В 1880 виднейшие рус. ученые выдвинули М. в члены Петербург. АН, но его кандидатура была отвергнута. Это вызвало резкий протест передовой общественности страны. Пять рус. ун-тов избрали М. своим почетным членом; Кембридж., Оксфорд. и др. старейшие ун-ты Европы присвоили ему почетные ученые степени; он был избран чл. Лондон. королев. об-ва, Рим., Париж., Берлин. и др. академий, а также почетным чл. многих научных об-в России, Зап. Европы и Америки.

В 1890 М. был вынужден покинуть Петербург. ун-т вследствие конфликта с министром народного просвещения И. Д. Деляновым, отказавшимся во время студенческих волнений принять переданную М. петицию студентов. С 1892 М. был ученым хранителем Депо образцовых гирь и весов, к-рое по его инициативе было преобразовано в 1893 в Главную палату мер и весов (ныне Всесоюзный н.-и. ин-т метрологии им. Д. И. Менделеева).

М. вел активную борьбу против идеализма в естествознании. В конце 1890-х - начале 1900-х гг. М. выступал против энергетизма - одной из разновидностей философ. идеализма. Воинствующий материализм М. ярко проявился и в его борьбе против спиритизма. По инициативе М. в 1875 была создана специальная комиссия, к-рая разоблачила антинаучную сущность спиритизма и тем самым противодействовала его распространению в России. Умер М. в Петербурге, похоронен на Волковом кладбище.

Научная деятельность. Научную работу М. начал вести, еще будучи студентом. В 1854 он исследовал химич. состав нек-рых минералов. Тогда же приступил к изучению отношений между кристаллич. формой и химич. составом различных веществ, в частности к изучению изоморфизма, что составило содержание его студенческой работы "Изоморфизм в связи с другими отношениями кристаллической формы к составу" (1855, Соч., т. 1, 1937). Эта работа положила начало ряду исследований М., посвященных изучению взаимоотношений "естественных групп элементов". Дальнейшим шагом в этом направлении была его магистерская дисс. "Удельные объемы" (1856, Соч., т. 25, 1952). М. нашел, что химич. активность элементов зависит от величины их атомных объемов; это открыло новый путь для нахождения естественной классификации элементов.

Величайшей заслугой М. было открытие периодич. закона химич. элементов. Первый вариант таблицы элементов, выражавшей периодич. закон, М. опубликовал в виде отдельного листка под названием "Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве" и разослал этот листок в марте 1869 многим русским и иностранным химикам. Сообщение об открытом М. соотношении между свойствами элементов и их атомными весами было сделано 6 (18) марта 1869 на заседании Рус. химич. об-ва (Н. А. Меншуткиным от имени М.) и опубликовано в "Журнале Русского химич. общества" ("Соотношение свойств с атомным весом элементов", 1869, Избр. соч., т. 2, 1934). Летом 1871 М. подытожил свои исследования, связанные с установлением периодич. закона, в труде "Периодическая законность для химических элементов". В классич. труде "Основы химии", выдержавшем при жизни М. 8 изданий на рус. яз. (1 изд., 2 чч., 1869-71,8 изд. 1906) и несколько изданий на иностранных яз., М. впервые изложил неорганич. химию на основе периодич. закона.

Все ученые, пытавшиеся до М. классифицировать элементы, ограничивались тем, что объединяли в группы сходные по химич. свойствам элементы, но не рассматривали последовательно и глубоко вопрос о внутренней связи элементов, о зависимости их химич. и физич. свойств от атомного веса.

Разместив по значению атомных весов все известные в то время 63 элемента в общую "периодическую систему", М. обнаружил, что установленные ранее естественные группы органически вошли в эту систему, утратив прежнюю искусственную разобщенность. Позднее М. так формулировал открытый им периодич. закон: "свойства простых тел, также формы и свойства соединений элементов, находятся в периодической зависимости... от величины атомных весов элементов" (Менделеев Д. И., Основы химии, т. 2, 13 изд., 1947, стр. 80-81).

При построении периодич. системы элементов М. преодолел большие трудности, т. к. многие элементы еще не были открыты, а из 63 известных к тому времени элементов у девяти были неправильно определены значения атомных весов. Создавая таблицу, М. исправил атомный вес бериллия, поставив бериллий не в одной группе с алюминием, как это обычно делали химики, а в одной группе с магнием [как это сделал в 1842 рус. химик Иван Васильевич Авдеев (1818-65)]. В 1870-71 М. изменил значения атомных весов индия, урана, тория, церия и др. элементов, руководствуясь их свойствами и уточненным местом в периодич. системе. На основании периодич. закона он поместил теллур перед иодом и кобальт перед никелем, хотя величины атомных весов этих элементов требовали обратного расположения.

Впервые в истории химии М. в 1869 предсказал существование четырех новых элементов и даже ориентировочно определил их атомные веса. В 1870-71 в работах "Естественная система элементов и применение ее к указанию свойств неоткрытых элементов" (1870, Избр. соч., т. 2, 1934) и "Периодическая законность для химических элементов" (1871, Соч., т. 25, 1952) он развил эту мысль наиболее подробно, предсказав свойства трех из них, названных им экабором, экасилицием и экаалюминием.

В 1875 франц. химик П. Лекок-де-Буабодран открыл элемент галлий, тождественный с экаалюминием; в 1879 швед. химик Л. Нильсон нашел элемент скандий, полностью соответствующий описанному М. экабору; в 1886 нем. химик К. Винклер открыл элемент германий, соответствующий экасилицию. Оправдались и остальные предвидения М.: открыты тримарганец - нынешний рений, двицезий - франций, двибарий - радий и др. Для утверждения периодич. закона большое значение также имели работы чешского химика Б. Ф. Браунера (см.) с редкими землями, труды англ. химика У. Рамзая, связанные с открытием недеятельных газов, и др. Все эти открытия блестяще подтвердили периодич. закон.

Впоследствии было установлено, что порядковый номер элемента в периодич. системе М. имеет реальный физич. смысл и соответствует заряду атомного ядра и равному ему числу электронов в оболочке нейтрального атома. Все современное учение о веществе, о его строении и его эволюции в природе основывается на периодич. законе М.

Уже в начале своей научной деятельности М. интересовался т. н. неопределенными химич. соединениями, к к-рым он относил растворы, сплавы, изоморфные смеси, стекла, шлаки и др. Вопрос о природе растворов был позднее разработан им в докторской дисс. "Рассуждение о соединении спирта с водою" (1865, Соч., т. 4, 1937) и в монографии "Исследование водных растворов по удельному весу" (1887, Избр. соч., т. 3, 1934). В противовес господствовавшим в то время представлениям о растворах как о механич. смесях М. создал химическую, или, как он ее называл, гидратную, теорию водных растворов. Исследуя сжатие (изменение объема) водно-спиртовых растворов в зависимости от их состава, он объяснил это сжатие химич. взаимодействием спирта с водой. На обширном фактич. материале М. подтвердил сделанный им замечательный вывод о том, что свойства растворов при непрерывном изменении состава изменяются скачками. Дальнейшее изучение обнаруженных М. "особых точек" на диаграммах состав - свойство растворов привело Н. С. Курнакова (см.) к созданию учения о сингулярных точках химич. диаграмм. Гидратная теория М. явилась одной из основ современной теории растворов.

Изучая явления вязкости, теплового расширения в капиллярности жидкостей, М. открыл существование абсолютной температуры кипения. Эти исследования были впервые опубликованы в работе "Частичное сцепление некоторых жидких органических соединений" (1860, Соч., т. 5, 1947) и развиты в статье "О расширении жидкостей от нагревания выше температуры кипения" (1861, там же). Это открытие опровергло метафизич. представление о "постоянных" (т. е. якобы не подвергающихся сжижению) газах. Занимаясь исследованием газов, М. в 1874 нашел общее уравнение состояния газов. Он указал, что при малых давлениях закон Бойля - Мариотта неточно выражает состояние газов, и определил поправку, учитывающую эту неточность. В связи с работами по газам М. провел исследования в области метеорологии и воздухоплавания (1876-80). Им был создан чувствительный дифференциальный барометр, пригодный для практич. нивелирования. В августе 1887 М. без пилота совершил полет на воздушном шаре для наблюдения солнечного затмения и изучения высоких слоев атмосферы.

М. принадлежит ряд важнейших работ в области метрологии. Им создана современная физич. теория весов, разработаны наилучшие конструкции коромысла и арретира, предложены точнейшие приемы взвешивания. Он установил влияние изменения внутреннего трения среды на колебания весов. Для быстрого определения твердости тел в 1898 предложил использовать соотношение между твердостью материала подушки и призмы весов, чувствительностью весов и временем размаха и декрементом затухания. Подобный прибор, известный под названием маятника Герберта, внедрен в практику в 1924 англ. инженером Э. Гербертом. При непосредственном участии и под руководством М. в течение шести лет (1893-98) в Главной палате мер и весов были возобновлены прототипы рус. мер и весов (массы и длины) - фунта и аршина, проведена работа по сравнению рус. эталонов с англ. и метрическими. Работами в области метрологич. и поверочного дела М. подготовил введение в нашей стране метрич. системы мер. В 1899 он добился разрешения на ее факультативное (необязательное) применение.

В своей научной деятельности М. проводил линию материализма, признавая первичность материи, объективность и познаваемость законов природы, возможность использования природы в интересах человека. М. писал: "... люди, постепенно изучая вещество, им овладевают, точнее и точнее делают в отношении к нему предсказания, оправдываемые действительностью, шире и чаще пользуются им для своих потребностей, и нет повода видеть где-либо грань познанию и обладанию веществом" (Менделеев Д. И., Основы химии, т. 1. 13 изд., 1947, стр. 355). Эту же линию материализма М. проводил и в тех работах, где он пытался, выходя за рамки химии и физики, освещать специально философские, гносеологич. вопросы. Однако, не будучи специалистом-философом, он делал иногда словесные уступки агностицизму и дуализму, к-рые сам же опровергал как в своих высказываниях, так и своими научными открытиями. Свое материалистич. мировоззрение сам М. называл "реализмом", стремясь этим отличить его от вульгарного ("унитарного", или "утилитарного", по выражению М.) материализма. Материализм М. не был метафизическим и механистическим. М. признавал неразрывность материи и движения: "... без самобытного движения немыслима ни одна малейшая доля вещества" (там же, стр. 473); видел качественные различия между формами движения, возражал против сведения химизма к механич. движению, против отрицания химич. индивидуальности элементов, против сведения их к первоматерии, в связи с чем он отрицал гипотезу Праута. В своих научных открытиях и особенно в открытии периодич. закона М. на деле применял диалектич. метод познания явлений природы.

Работы М. по развитию производительных сил России. М. горячо боролся за развитие производительных сил России, ее экономическую и культурную независимость. Он многого ожидал от капиталистич. прогресса, начавшегося в России в 1860-е гг., и с этим прогрессом связывал развитие отечественных производительных сил. В многочисленных работах, посвященных вопросам пром-сти, М. высказывался за широкое использование отечественных полезных ископаемых и создание в России химич. производств. Он призывал рус. капиталистов развивать новые отрасли пром-сти, обосновывая в ряде своих работ и выступлений выгоды той или иной отрасли. Придавая большое значение средствам экономич. политики, содействующим ускоренному капиталистич. развитию страны, в частности протекционизму, M принял деятельное участие в разработке таможенной) тарифа 1891.

Он совершил много поездок по России, Европе и Америке для осмотра крупных заводов и пром. выставок, для ознакомления с месторождениями полезных ископаемых, для изучения вопросов технологии и т. п. Постоянной его заботой являлось издание различного рода справочников и энциклопедий. Важнейшей чертой его научного творчества была теснейшая связь теории с практикой, с произ-вом. Особенно большое внимание М. уделял таким отраслям пром-сти, как нефтяная, угольная, металлургич., химич. Начиная с 1860-х гг., в течение всей жизни он был тесно связав с нефтяной пром-стью Кавказа и несколько раз посещал Бакин. нефтепромыслы. На основании собственных исследований М. предложил принцип непрерывной дробной перегонки нефти и был инициатором ее разностороннего химич. использования. В 1877 он выдвинул свою гипотезу происхождения нефти из карбидов тяжелых металлов.

По поручению министерства государственных имуществ M в 1888 обследовал Донецкую обл. для определения возможностей развития там каменноугольной пром-сти. В отчете об этой поездке, названном им "Будущая сила, покоящаяся на берегах Донца" (1888, Соч., т. 11, 1949), он подробно раскрыл перспективы освоения богатств Донецкого бассейна. В этой же работе он впервые выдвинул идею подземной газификации углей, далеко выходившую за пределы практич. возможностей того времени. К идее подземной газификации углей М. неоднократно возвращался; в 1899, наблюдая во время поездки на Урал подземные пожары в Кизеловском районе, М. сделал ряд практич. выводов о возможности управления процессом горения угольного пласта.

Проблему разработки многочисленных угольных месторождений России М. связывал с развитием отечественной металлургии и в первую очередь с развитием произ-ва чугуна, железа, стали и меди, обращая особое внимание на использование бедных руд. Он отмечал также необходимость разработки богатых месторождений хромовых и марганцовых руд на Урале и Кавказе.

Важное место в трудах М. отведено развитию химич. пром-сти России, первоочередными задачами к-рой он считал расширение произ-ва соды, серной кислоты, искусственных минеральных удобрений и др. на базе отечественных месторождений полезных ископаемых, химич. переработку нефти и каменного угля. М. на много лет вперед наметил широкую программу освоения огромных природных богатств страны и применения химии в различных отраслях хозяйства.

М. является одним из основоположников современной агрохимии, провозвестником идеи химизации с. х-ва. Его первые работы в этой области тесно связаны с деятельностью Вольного экономич. об-ва. До сих пор представляют интерес высказывания М. по вопросам обработки почвы, травосеяния, лесонасаждения, орошения и гл. обр. по вопросам применения химич. удобрений, химич. переработки с.-х. сырья и многим др. М. выступал как ярый противник широко тогда распространенных "теории" полного возврата и "теории" убывающего плодородия почвы. М. утверждал, что возможно многократное повышение плодородия земли. В 1866 он предложил разработать научные основы отечественной агрономии на базе использования достижений химии и физики. Инициатива М. была поддержана, и ему удалось поставить и провести в 1867-69 полевые опыты по изучению влияния глубины вспашки и действия удобрений в Смолен., Петербург., Москов. и Симбир. губ. По отзыву К. А. Тимирязева, принимавшего участие в опытах, это была "система опытных полей - несомненно первая когда-либо осуществленная в России" (Соч., т. 3, 1937, стр. 372). Основываясь на результатах этих опытов, М. в своих работах пропагандировал необходимость известкования кислых почв, применения размолотых фосфоритов, суперфосфата, азотных и калийных удобрений, совместное внесение минеральных и органич. удобрений и другие мероприятия. М. поддерживал проведение почвенных обследований, организацию кафедр почвоведения и др. начинания рус. ученого В. В. Докучаева, принимал участие в анализах почв, собранных докучаевскими экспедициями.

В трудах М. уделено также внимание орошению почв р-на нижней Волги, улучшению судоходства на реках России, постройке новых ж. д., вопросам создания северных морских путей сообщения, проблеме освоения Арктики и многим др. вопросам.

В 1890-91 М. совм. с Л. Г. Федотовым (см.) и И. М. Чельцовым (см.) разработал способ получения нового вида бездымного пороха, названного им пироколлодийным.

Серьезное внимание обращал М. на вопросы просвещения, с распространением к-рого он связывал осуществление своих мечтаний о рациональном использовании природных богатств страны и творческих сил народа. Педагогич. деятельность, "преподавательство", он называл своей второй службой родине. Вопросам образования посвящены работы М. "Заметки о народном просвещении России" (1901, Соч., т. 23, 1952), "Заветные мысли" (1903-05, там же) и др.

В честь М. за выдающиеся работы по физике и химии учреждены премии АН СССР. Его имя носит Всесоюзное химич. об-во, а также ряд высших и средних химич. учебных заведений. В память М. в 1907-34 собирались менделеевские съезды по чистой и прикладной химии (7 съездов).

Соч.: Сочинения, т. 1-25, М.-Л., 1934-54 (тт. 2-3 вышли под названием: Избранные сочинения); Основы химии, т. 1-2, 13 изд. (5-е посмертное), М.-Л., 1947; Архив Д. И. Менделеева. Автобиографические материалы. Сборник документов, т. 1, Л., 1951; Научный архив, т. 1, М., 1953; Новые материалы по истории открытия периодического закона, М.-Л., 1950; Научное наследство, т. 1-2, М.-Л., 1949-52; Периодический закон, М., 1958.

Лит.: Менделеева А. И., Менделеев в жизни, М., 1928; Чугаев Л. А., Дмитрий Иванович Менделеев. Жизнь и деятельность, Л., 1924; Младенцев M. H. И Тищенко В. Е., Дмитрий Иванович Менделеев, его жизнь и деятельность, т. 1, ч. 1-2, М.-Л., 1938; Кузнецов I . Г., Ломоносов, Лобачевский, Менделеев. Очерки жизни и мировоззрения, М.-Л., 1945; Васецкий Г. С., Дмитрий Иванович Менделеев. Философские и общественно-политические взгляды, М., 1951; Периодический закон Д. И. Менделеева и его философское значение. Сборник статей, М., 1947; Писаржевский О., Дмитрий Иванович Менделеев. 1834-1907, [2 изд.], М., 1951; Д. И. Менделеев - великий русский химик. Сборник статей, под ред. А. Ф. Капустинского, М., 1949; Кондратович Р. А., Д. И. Менделеев. Опыт библиографии, М.-Л., 1934; Дмитрий Иванович Менделеев. 1834-1907. Указатель литературы, под ред. М. Н. Попова, М., 1944; Писаржевский О. Н., Дмитрий Иванович Менделеев. Его жизнь и деятельность, М., 1953; Менделеева М. Д., Материалы о биологических работах и воззрениях Д. И. Менделеева, в кн.: Труды Института истории естествознания, т. 4, М., 1952; Капустинский А. Ф., Менделеев и современное развитие его идей. К пятидесятилетию со дня смерти (1907-1957 гг.), "Известия АН СССР. Отделение хим. наук", 1957, № 2; Дмитрий Иванович Менделеев. Жизнь и труды, М., 1957.