Биография Менделеева: как ученый периодически менял науку
Дмитрий Иванович Менделеев по праву считается одним из величайших ученых в истории. Его главное достижение — открытие периодического закона химических элементов и создание знаменитой таблицы Менделеева. Но на этом его заслуги не заканчиваются. Биография ученого впечатляет широтой интересов и практических достижений. Он внес огромный вклад в развитие многих областей науки и промышленности России.
Трудное детство будущего ученого
Дмитрий Иванович Менделеев родился 27 января 1834 года в семье директора Тобольской гимназии Ивана Павловича Менделеева. Он был семнадцатым ребенком в семье. В том же году отец потерял зрение и вскоре вышел в отставку. Когда Дмитрию было 10 лет, он лишился отца. Вся забота о большой семье легла на плечи матери Марии Дмитриевны, которая стала управлять небольшой стекольной фабрикой.
В детстве Дмитрий не очень преуспевал в учебе, интересовали его в основном математика и физика. Но мать видела особую одаренность младшего сына и после окончания гимназии настояла на получении им высшего образования. Для этого она продала стекольную фабрику. Через несколько недель после поступления Дмитрия в Педагогический институт мать умерла. Таким образом, с ранних лет Дмитрию Менделееву пришлось столкнуться с немалыми трудностями. Потеря отца, забота о многочисленной семье, ранняя кончина матери - все это закалило характер будущего великого ученого.
Успешное образование химика
Несмотря на трудности, Дмитрий успешно окончил гимназию и в 1850 году поступил в Главный педагогический институт в Санкт-Петербурге. Юный Менделеев отличался целеустремленностью, трудолюбием и любознательностью. Он не только блестяще осваивал учебную программу, но и активно занимался самообразованием в области естественных наук.
В 1855 году 21-летний Менделеев с отличием окончил институт, получив звание учителя естественных наук. Его дипломная работа была посвящена анализу строения органических соединений. В том же году он начал преподавать в гимназиях Симферополя и Одессы. В Одессе молодой ученый защитил магистерскую диссертацию «Об удельных объемах» и в 23 года получил звание приват-доцента Санкт-Петербургского университета.
Таким образом, благодаря целеустремленности и таланту Менделеев в короткие сроки получил прекрасное образование в области естественных наук и начал активную преподавательскую и исследовательскую деятельность. Дальнейшее развитие его научной карьеры было стремительным.
Первые научные достижения молодого ученого
Став приват-доцентом Санкт-Петербургского университета, Менделеев активно занимается исследованиями в области органической химии. В 1861-1862 годах он пишет фундаментальный двухтомный «Учебник органической химии». Этот труд был высоко оценен научным сообществом, а его автор в 26 лет стал лауреатом Демидовской премии.
Вскоре молодой ученый отправляется в двухгодичную научную командировку в Германию, где работает в лаборатории известного химика Рудольфа Бунзена в Гейдельбергском университете. Там Менделеев исследует взаимодействие молекул в газообразном состоянии, открывает критическую температуру перехода жидкости в пар.
После возвращения в Россию в 1865 году Менделеев успешно защищает докторскую диссертацию «О соединении спирта с водой». Вскоре он становится профессором химии Санкт-Петербургского университета. Так завершился период становления Менделеева как выдающегося ученого-химика.
Создание периодической системы элементов
В 1868 году Менделеев приступил к написанию учебника «Основы химии». В процессе работы ему пришла в голову идея расположить все известные на тот момент химические элементы в определенном порядке по их атомному весу и химическим свойствам. Так родилась знаменитая периодическая система химических элементов.
Биография Менделеева показывает, что ученый долго работал над созданием своей системы. Он не только располагал элементы в нужном порядке, но и предсказывал существование еще не открытых элементов, оставляя для них места в таблице. Это подтверждает, что ряд предсказанных им элементов действительно был найден позже.
Биография Менделеева полностью оправдала себя. Некоторые ученые высказывали Менделееву претензии по поводу несовершенства его системы, но со временем ее правильность и гениальность были подтверждены. Менделеев неоднократно вносил в нее уточнения и изменения по мере открытия новых элементов.
Дальнейшее развитие периодического закона
После создания периодической системы химических элементов Менделеев не остановился на достигнутом. Он продолжал развивать свое детище на протяжении всей дальнейшей научной карьеры. Биография показывает, что ученый периодически вносил изменения в таблицу по мере открытия новых элементов.
В 1870-х годах были открыты элементы галлий и скандий, которые заняли свои места в 3-м и 4-м периодах. Это было первое подтверждение способности Менделеева предугадывать свойства пока неизвестных элементов. В последующие десятилетия были найдены предсказанные им германий, технеций и другие.
К началу XX века химики выделяли уже более 80 химических элементов. Менделеев разработал расширенные варианты периодической системы с учетом новых данных. Особенно его интересовали так называемые «редкоземельные металлы», образующие отдельные группы в нижней части таблицы.
Помимо уточнения структуры таблицы, Менделеев работал и над теоретическим обоснованием периодического закона. Он пытался связать периодичность свойств элементов с особенностями строения их атомов, предвосхитив тем самым идеи будущей квантовой механики. Таким образом, периодический закон Менделеева не был застывшей догмой, а развивался вместе с ростом знаний о химических элементах. Благодаря работам ученого таблица элементов и в наши дни остается фундаментом всей химической науки.
Исследования в области физической химии
Помимо создания периодической системы, биография показывает, что ученый внес большой вклад в развитие физической химии - области на стыке химии и физики, изучающей физические свойства химических веществ и протекающих с их участием процессов. Особенно Менделеев интересовался явлениями, происходящими при фазовых переходах. Еще в 1860-х годах он открыл критическую температуру - температуру, выше которой жидкость не может существовать в равновесии со своим паром при любом давлении. Это стало важным вкладом в термодинамику.
Другим важным направлением работ Менделеева было изучение растворов. Он исследовал растворимость газов и жидкостей в воде и других растворителях. На основании этих исследований Менделеев сформулировал правило, согласно которому максимальная растворимость газа пропорциональна его давлению.
Занимался ученый и вопросами определения плотности газов, разработал оригинальные методы ее измерения. Также проводил работы по сжижению газов, в частности исследовал критические константы инертных газов при их переходе в жидкое состояние. Физико-химические исследования Менделеева легли в основу его докторской диссертации, защитив которую в 1865 году, он заложил фундамент современной науки о растворах.
Педагогическая деятельность Менделеева
Биография показывает, что наряду с научной работой ученый много времени уделял преподавательской деятельности. Он считал это своим долгом как профессора университета. Еще в бытность приват-доцентом Менделеев читал в Санкт-Петербургском университете курс химической технологии. А после защиты докторской диссертации возглавил кафедру химии, где проработал более 20 лет.
Лекции Менделеева пользовались большой популярностью среди студентов благодаря яркой и образной манере изложения материала. Он стремился не просто излагать химические факты, а раскрывать перед слушателями научную картину мира. Часто демонстрировал различные опыты прямо во время лекций.
Помимо университетских курсов, Менделеев читал публичные лекции для широкой аудитории по различным вопросам химии и технологии. Эти лекции печатались в ведущих научно-популярных журналах России и принесли ему славу блестящего лектора и популяризатора науки. Также Менделеев уделял много внимания подготовке учебников и учебных пособий для студентов, написав за свою карьеру около десятка таких книг. Его учебник органической химии выдержал множество переизданий и использовался в российских вузах на протяжении нескольких десятилетий.
Научно-популярные работы ученого
Биография показывает, что выдающийся химик активно занимался популяризацией науки. Он считал это важным делом для просвещения общества и распространения научных знаний среди широких масс. На протяжении 1860-1880-х годов Менделеев опубликовал множество научно-популярных статей в ведущих российских журналах того времени. Они охватывали самый широкий круг тем - от описаний отдельных химических элементов и явлений до обзоров последних достижений мировой науки.
Особой популярностью пользовались статьи Менделеева об открытии периодического закона. В доступной форме ученый объяснял суть своего открытия и его значение для развития химии. Эти публикации во многом способствовали быстрому признанию периодической системы элементов научным сообществом. В 1891 году Менделеев издал сборник своих популярных работ «Толки о науке». В него вошли обзорные статьи по химии, физике, метеорологии, воздухоплаванию и экономике. Книга пользовалась большим читательским спросом и неоднократно переиздавалась. Таким образом, Менделеев внес огромный вклад в приобщение широкой публики к достижениям российской и мировой науки конца XIX века.
Участие Менделеева в развитии промышленности
Биография показывает, что ученый активно содействовал развитию российской промышленности. Он считал это своим долгом как гражданина и ученого. Еще в конце 1860-х годов Менделеев разработал оригинальную технологию производства бездымного пороха, который стал использоваться в артиллерии российской армии. А в 1870-е годы им был предложен эффективный метод получения машинных масел из остатков нефтепереработки.
В 1880-1890-е годы ученый провел масштабное обследование металлургических, угольных, нефтяных и других предприятий Урала, Донбасса, Баку и других промышленных районов империи. По результатам этих поездок Менделеев подготовил подробные аналитические записки с рекомендациями по модернизации производства. Особое внимание уделялось внедрению новейших научно-технических разработок, усовершенствованию оборудования заводов, оптимизации организации труда. Многие предложения Менделеева способствовали технологическому рывку российской промышленности на рубеже веков.
Кроме того, ученый принимал активное участие в разработке таможенно-тарифной политики Российской империи, направленной на защиту интересов отечественных производителей и стимулирование промышленного роста.
Другие практические проекты ученого
Биография подчеркивает разнообразие научно-практических интересов этого выдающегося деятеля. Помимо химических исследований и работы с промышленностью, он реализовывал и другие амбициозные проекты. Одним из увлечений Менделеева была аэронавтика. В 1880-х годах он сконструировал оригинальный аэростат своей конструкции и лично поднимался на нем в небо для испытаний. Ученый разрабатывал теорию движения аэростатов и дирижаблей, публиковал работы по вопросам воздухоплавания.
Еще одно практическое приложение нашли метеорологические исследования Менделеева. Опираясь на собственные наблюдения за погодой, он разработал методику среднесрочного прогнозирования погоды и опубликовал несколько научно-популярных работ на эту тему. В 1890-х годах ученый активно занимался арктическими исследованиями, участвовал в разработке проекта мощного ледокола для плавания в северных морях. Предложенный им чертеж послужил прообразом первого российского ледокола «Ермак». Таким образом, Менделеев оставил заметный след во многих областях российской науки и техники своего времени.
Общественная деятельность Менделеева
Наряду с научной и педагогической деятельностью, Менделеев активно занимался и общественной работой. Он считал, что ученый обязан принимать участие в решении насущных проблем общества и содействовать прогрессу. В 1876 году Менделеев стал одним из основателей Русского химического общества и многие годы руководил им. Это общество сыграло большую роль в развитии химической науки и промышленности в России.
Ученый выступал за расширение автономии университетов и против вмешательства властей в их деятельность. В 1890 году он поддержал студенческую петицию против ограничения университетских свобод. Это привело к конфликту Менделеева с министром народного просвещения и его уходу из университета. Менделеев содействовал открытию высших учебных заведений в разных регионах России. По его инициативе в 1876 году был основан Томский университет, в 1898 году - Киевский политехнический институт.
Ученый участвовал в разработке таможенной политики Российской империи, выступал за протекционизм и поощрение отечественной промышленности. Он написал фундаментальный труд «Тарифы внешней торговли России», где обосновывал необходимость повышения пошлин на импорт. Менделеев состоял в метрологической комиссии, которая занималась реформой системы мер и весов в России. С 1893 по 1907 год он возглавлял Главную палату мер и весов - государственный орган по метрологии. Таким образом, Менделеев внес большой вклад в решение важнейших научных, образовательных и экономических задач своего времени. Его общественная деятельность шла параллельно с научной работой и так же плодотворна.
Личная жизнь выдающегося химика
Личная жизнь Дмитрия Менделеева была непростой. В молодости он был помолвлен, но невеста в последний момент отказалась от брака, что сильно ранило ученого. Во время пребывания в Германии у Менделеева был роман с актрисой Агнессой Вайтман. От этих отношений родилась внебрачная дочь, которую отец поддерживал материально.
В 1863 году Менделеев женился на Феозве Никитичне Лещевой, старшей его на восемь лет. Этот брак оказался неудачным, супруги разошлись, хотя официально и не разводились. От Феозвы у Менделеева было трое детей. В 1882 году, в возрасте 48 лет, Менделеев женился вторично. Его избранницей стала 17-летняя Анна Ивановна Попова. Этот брак был счастливым. У супругов родилось четверо детей, младшая дочь Любовь стала впоследствии женой поэта А.А. Блока.
Несмотря на занятость научной деятельностью, Менделеев уделял много времени семье и детям. Он обучал их различным наукам, искусствам, ремеслам, много путешествовал с ними по России и заграницей. Таким образом, непростая личная жизнь не помешала Менделееву стать выдающимся ученым и оставить яркий след в истории химии. Она лишь оттеняет масштаб его деятельности и целеустремленность в достижении научных высот.
Признание заслуг Менделеева в России и мире
Заслуги Менделеева как ученого получили широкое признание как в России, так и за рубежом. Он был удостоен многочисленных российских и иностранных наград и званий. В 1882 году Менделеев был избран почетным членом Московского университета. В 1893 году он стал почетным членом Петербургской академии наук. Ему было присвоено звание Заслуженного профессора Санкт-Петербургского университета.
За границей ученый был избран почетным членом многих академий и научных обществ Германии, Австрии, Швеции, Дании, Англии, США. Он был награжден орденами и медалями ряда европейских стран. В 1905-1907 годах Менделеев выдвигался на соискание Нобелевской премии по химии, однако ее так и не получил. Причины до конца не ясны, возможно сказалась полемика ученого с братьями Нобель.
Несмотря на мировое признание, в России Менделеев так и не был избран действительным членом Академии наук. Противники утверждали, что у него недостаточно работ по химии. Тем не менее, имя Менделеева навсегда вписано золотыми буквами в историю мировой науки как создателя Периодического закона. Это открытие стало одним из величайших достижений человеческой мысли.
Память об ученом в наши дни
Память о Дмитрии Менделееве, великом русском ученом, бережно хранится и почитается в нашей стране и во всем мире. Его именем названы улицы и площади, памятники и музеи, научные общества и корабли. В Санкт-Петербурге, где Менделеев жил и работал многие годы, ему установлен памятник на Васильевском острове у здания Главной палаты мер и весов. Также его именем названы Менделеевская линия и станция метро «Менделеевская».
В Москве в честь ученого названа улица в районе Лефортово. Там же установлен бюст Менделеева. Его именем назван химический факультет МГУ. В Тобольске, где родился Менделеев, действует музей-усадьба ученого. Там представлены его личные вещи, научные труды, фотографии. В городе также есть памятник Менделееву и носящие его имя улица и речной вокзал.
В честь 150-летия периодической таблицы химических элементов ЮНЕСКО объявило 2019 год Международным годом Периодической таблицы. В России прошло множество научных форумов и праздничных мероприятий, посвященных этой дате. Ежегодно Российская академия наук проводит Менделеевские чтения - научную конференцию, посвященную различным вопросам химии и смежных наук. Раз в три года проходит Менделеевский съезд. Имя великого русского ученого носят химическое общество России, научно-исследовательский институт метрологии, танкеры, научно-исследовательские суда, минерал и даже открытый в 1955 году химический элемент с атомным номером 101.