МЕНДЕЛЕЕВ ДМИТРИЙ

Менделеев Дмитрий Иванович (1834–1907)

Великий русский химик, создатель периодической системы химических элементов. Много сделал для развития промышленности в России, впервые выдвинул идею подземной газификации каменного угля, впоследствии высоко оценённую Лениным. Революционер в науке, Менделеев боролся за связь теории с практикой, за применение науки к потребностям промышленного развития России. Как философ Менделеев считал себя «реалистом». «Реализм» Менделеева – это в основном материализм, сочетающийся со стихийной диалектикой. «...Ныне без самобытного движения немыслима ни одна малейшая доля вещества... движение стало понятием, неразрывно связанным с понятием материи...» (Менделеев). Менделеев боролся против спиритизма и энергетизма.

19 февраля 1869 г. Менделеев открыл периодический закон химических элементов, составивший основу его периодической системы. Этот закон гласит, что свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов. Устанавливая связь между качественной и количественной характеристикой элементов, между химизмом и их атомным весом, Менделеев развил химическую атомистику Ломоносова и фактически применил к химическим элементам закон о переходе количественных изменений в качественные. Располагая элементы в порядке возрастания атомных весов, Менделеев заметил, что через определённое число элементов свойства повторяются. Поэтому сходные элементы Менделеев поместил один под другим. В системе Менделеева раскрывается всеобщая закономерная связь между всеми элементами и их взаимообусловленность. В таблице элементов, составленной Менделеевым, оказались пустые места; заполнить их должны были не открытые ещё элементы. Менделеев теоретически вычислил важнейшие свойства последних, выводя их как средние из свойств соседних элементов. Предсказанные Менделеевым элементы были открыты Лекок де Буабодраном (1875), Нильсоном (1880), Винклером (1886) и названы галлием, скандием и германием. Их свойства почти в точности совпали с предсказанными Менделеевым: так, атомный вес германия равен 72,6, а предполагался равным 72. Менделеев, применив бессознательно диалектический закон о переходе количественных изменений в качественные, совершил научный подвиг.

Доказав на практике достоверность человеческих знаний о законах объективного мира, Менделеев нанёс сокрушительный удар по агностицизму; вместе с тем раскрытие объективной закономерности химических элементов способствовало изгнанию случайности из химии. Без периодического закона, пишет Менделеев, открытие новых элементов «...было делом одного наблюдения... И оттого-то только слепой случай и особая прозорливость и наблюдательность вели к открытию новых элементов... Закон периодичности открывает в этом последнем отношении новый путь...». Приоритет Менделеева в открытии периодического закона необоснованно оспаривался рядом иностранных химиков. Защищая роль русской науки в этом великом открытии, Менделеев показал, что все эти химики выступили позднее. Например, Л. Мейер, претендовавший на это открытие, вообще не считал периодический закон объективным законом природы и не рисковал исходя из него делать теоретические предсказания и выводы; к тому же, будучи механистом, Л. Мейер учитывал лишь внешнюю, чисто количественную сторону взаимоотношений между элементами, игнорируя их качественную сторону, следовательно, самую суть периодического закона.

В области физики Менделееву принадлежит открытие «критической температуры», устраняющее прежний метафизический разрыв между жидкостями и газами, и внесение поправок в закон Бойля – Мариотта, показывающих относительный характер этого закона. Эти открытия Менделеева были оценены Энгельсом в его труде «Анти-Дюринг».

В XX в. развитие взглядов на строение материи, прежде всего теория электронного строения атомов, опиралось полностью на периодическую систему Менделеева. Если перенумеровать последовательно элементы, расположенные по системе Менделеева, то порядковый номер каждого элемента будет равен положительному заряду ядра его атома; химические же свойства зависят преимущественно от группировки электронов вокруг ядра. При увеличении заряда ядра на единицу и соответственном увеличении числа электронов в оболочке атома типы электронных группировок повторяются, обусловливая периодичность в изменении свойств атомов. Поэтому в новейшей формулировке закон Менделеева гласит, что свойства элементов находятся в периодической зависимости от порядкового номера или заряда ядра атома. Масса атома тесно связана с зарядом ядра; поэтому Менделеев и смог открыть свой закон, пользуясь атомными весами. Система Менделеева отражает не только связи, но и реальные процессы превращения химических элементов и их соединений. Ядерные реакции и радиоактивный распад атомов выражаются как сдвиги (с места на место) в системе Менделеева («закон сдвига»). Деление ядер тяжёлых элементов (урана и др.) также происходит в соответствии с периодическим законом Менделеева; этот закон помогает в настоящее время овладевать способами использования атомной энергии. Эволюция вещества на звёздах и распределение химических соединений в процессе развития Земли выражено системой Менделеева. Закон Менделеева, являясь, таким образом, законом развития вещества в области неорганической природы, играет огромную роль в обосновании диалектико-материалистического взгляда на природу. Менделеев по праву считается основателем современного учения о веществе, об атомах и элементах. Главное произведение Менделеева – «Основы химии», т. I–II (изд. 1, 1869–1871; изд. 13, 1947); Собрание сочинений в 25 томах.

Mendeleyev Dmitry Ivanovich (1834–1907)

Russian scientist, chemist, founder of the periodic system of chemical elements. Mendeleyev actively championed the integration of science and practice and did much for the development of industry in Russia. His outlook was materialism combined with spontaneous dialectics. He combated spiritualism and energism.

His great achievement was the discovery of the periodic law of chemical elements in 1869. This was a great contribution to the development of chemical atomism and to the practical application of the law of the transition from quantity to quality (see Law of Transition from Quantitative to Qualitative Changes) to the chemical elements. The modern formulation of Mendeleyev's law reads: the properties of elements are periodically dependent upon the ordinal number, or charge, of atoms. The mass of the atom is closely connected with the charge of the nucleus, and by using the atomic scale Mendeleyev was able to discover his law.

The Mendeleyev system confirms both the relations between the chemical elements and their actual transmutation. The periodic law governs the development of non-organic substances and serves to substantiate the dialectical and materialistic view of nature.

Main work: Osnovy Khimii (The Foundations of Chemistry), 1869–71.

Менделеев Дмитрий Иванович (1834–1907)

Всемирно известный русский ученый-химик. Он открыл один из важнейших законов современной химии – «периодическую систему элементов». На основе этой системы он предсказал открытие новых химических веществ. Открытие Менделеева составляет основу современной химии.

Менделеев был горячим сторонником единства теории и практики и много работал над развитием химической, нефтяной, железоделательной и каменноугольной промышленности. Он изучал природные богатства Урала, Донбасса, Сибири и работал над составлением карты естественных богатств России. Менделеев написал классический труд «Основы химии» и ряд ценных работ по вопросам промышленности и техники. В царской России гениальный химик не мог полностью развернуть свои огромные творческие способности.

Менделеев

Дмитрий Иванович [27.1(8.2).1834, Тобольск, - 20.1(2.2).1907, Петербург], русский химик, открывший периодический закон химических элементов, разносторонний учёный, педагог и общественный деятель.

М. - сын И. П. Менделеева (1783-1847), директора Тобольской гимназии. Высшее образование М. получил на отделении естественных наук физико-математического факультета Главного педагогического института в Петербурге, курс которого окончил в 1855 с золотой медалью. В 1856 защитил в Петербургском университете магистерскую диссертацию; с 1857 в качестве доцента читал там же курс органической химии. В 1859-61 М. был в научной командировке в Гейдельберге, где подружился со многими находившимися там учёными, в том числе с А. П. Бородиным и И. М. Сеченовым. Работал в своей небольшой домашней лаборатории, а также в лаборатории Р. Бунзена в Гейдельбергском университете. В 1861 опубликовал учебник «Органическая химия», удостоенный Петербургской АН Демидовской премия. В 1864-66 профессор Петербургского технологического института. В 1865 защитил докторскую диссертацию «О соединении спирта с водой» и тогда же был утвержден профессор Петербургского университета. В 1876 избран член-корреспондентом Петербургской АН, но кандидатура М. в академики была в 1880 отвергнута «... противодействием темных сил, которые ревниво закрывают двери Академии пред русскими талантами» (из письма профессоров Московского университета, цитата по книге: Бутлеров А. М., Соч., т. 3, 1958, с. 128). Забаллотирование М. Петербургской АН вызвало резкий протест общественности в России и за рубежом.

Во время происходивших в 1890 студенческих волнений М. передал министру народного просвещения И. Д. Делянову петицию студенческой сходки с пожеланиями дать автономию университету и отменить полицейские функции инспекции. Делянов вернул М. петицию, в ответ М. тотчас же подал прошение об отставке. В 1890-1895 состоял консультантом Научно-технической лаборатории Морского министерства. В 1890 изобрёл новый вид бездымного пороха («пироколлодий») и в 1892 организовал его производство. В 1892 М. назначен учёным хранителем Депо образцовых гирь и весов, преобразованного по его инициативе в Главную палату мер и весов (1893; ныне Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева). Её управляющим (директором) М. оставался до конца жизни.

Научную деятельность М. чрезвычайно обширна и многогранна. Среди его печатных трудов (более 500) - фундаментальные работы по химии, химической технологии, физике, метрологии, воздухоплаванию, метеорологии, сельскому хозяйству, по вопросам экономики, народного просвещения и многим др.

«Сам удивляюсь, чего только я не делывал на своей научной жизни. И сделано, думаю, недурно», - писал в 1899 М. (Соч., т. 25, 1952, с. 714).

В студенческие годы М. получил подготовку по химии у А. А. Воскресенского, по высшей математике - у М. В. Остроградского и по физике - у Э. Х. Ленца. Прекрасное владение методами математики и физики, применение их к разрешению химических проблем существенно отличает М. от большинства выдающихся химиков его времени.

Уже на первых порах научной работы главное внимание М. привлекают соотношения между составом, физическими свойствами и формами химических соединений. В выпускной диссертации «Изоморфизм в связи с другими отношениями кристаллической формы к составу»

(1856; Соч., т. 1, 1937) он делает попытку классифицировать химические элементы по кристаллическим формам их соединений, а в магистерской диссертации «Удельные объёмы» (1856; Соч., т. 1, 1937, т. 25, 1952) пользуется с той же целью понятием удельного объёма (частное 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. М. в работе «Удельные объёмы» всецело становится на сторону воззрений Жерара, применяет его систему атомных весов. Там же М. даёт вывод зависимости, которая в современных обозначениях выражается уравнением М = 2,016d (М - молекулярный вес газа или пара, d - его плотность по отношению к водороду). Отклонения от этой зависимости (которую М. назвал законом Авогадро - Жерара) он объяснил термической диссоциацией, что позже подтвердилось на опыте.

В 1860 М. и 6 русских химиков (среди них Н. Н. Зинин, А. П. Бородин) участвовали в Международном конгрессе химиков в Карлсруэ. По докладу С. Канниццаро съезд строго разграничил понятия Атом, Молекула, эквивалент, которые до того времени не различались, что приводило к путанице. М. последовательно проводил новые воззрения в лекциях и печатных работах («Органическая химия», 1861; «Основы химии», ч. 1-2, 1869-1871).

Приступив к чтению курса неорганической химии в Петербургском университете, М., не найдя ни одного пособия, которое мог бы рекомендовать студентам, начал писать свой классический труд «Основы химии». По словам М., «тут много самостоятельного..., а главное - периодичность элементов, найденная именно при обработке «Основ химии»» (Соч., т. 25, 1952, с. 699). Открытие М. периодического закона датируется 17 февраля (1 марта) 1869, когда он составил таблицу, озаглавленную «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве».

Оно явилось результатом долголетних поисков. Однажды на вопрос, как он открыл периодическую систему, М. ответил: «Я над ней может быть двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг... готово» (Д. И. Менделеев по воспоминаниям О. Э. Озаровской, М., 1929, с. 110). М. составил несколько вариантов периодической системы и на её основе исправил атомные веса некоторых известных элементов, предсказал существование и свойства ещё неизвестных элементов. На первых порах сама система, внесённые исправления и прогнозы М. были встречены сдержанно. Но после открытия предсказанных М. элементов (Галлий, Германий, Скандий) периодический закон стал получать признание. Периодическая система М. явилась своего рода путеводной картой при изучении неорганической химии и исследовательской работе в этой области.

Сделанные в конце 19 - начале 20 вв. открытия инертных газов и радиоактивных элементов не поколебали периодического закона, как сначала считалось, а укрепили его. Открытие изотопов устранило некоторые нарушения данной М. последовательности расположения элементов в порядке возрастания атомных весов (Аг - K, Со - Ni, Te - I). Теория строения атома показала, что М. совершенно правильно расположил элементы в порядке возрастания их атомных номеров, и разрешила все сомнения о месте лантаноидов в периодической системе (подробнее см. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева и Периодический закон Менделеева). Так сбылось предвидение М.: «... периодическому закону - будущее не грозит разрушением, а только надстройки и развитие обещает...» (Архив Д. И. Менделеева, т. 1, 1951, с. 34). Периодический закон давно получил всеобщее признание как один из основных законов химии.

Периодический закон явился фундаментом, на котором М. создал свою книгу «Основы химии». По словам А. Ле Шателье, все учебники химии 2-й половины 19 в. построены по одному образцу, «... но заслуживает быть отмеченной лишь единственная попытка действительно отойти от классических традиций - это попытка Менделеева; его руководство по химии задумано но совершенно особому плану»

(Le Chatelier Н., Leçons sur ie carbone, la combustion, les lois chimiques, P., 1926, р. Vll). По богатству и смелости научной мысли, оригинальности освещения материала, влиянию на развитие и преподавание химии этот труд М. не имел равного в мировой химической литературе. При жизни М.

«Основы химии» издавались в России 8 раз (8 изд., 1906), а также вышли в переводах на английский (1891, 1897, 1905), немецкий (1891) и французский (1895) языки. В СССР они переиздавались 5 раз (в 1927-28, 1931, 1932, 1934, 1947).

Свои взгляды на природу растворов М. изложил в монографии «Исследование водных растворов по удельному весу» (1887), содержащей огромный экспериментальный материал. По воззрениям М., растворы - это находящиеся в состоянии диссоциации жидкие системы, образованные молекулами растворителя, растворённого вещества и продуктов их взаимодействия - нестойких определённых химических соединений. На диаграммах зависимости между составом и производной от плотности по составу (т. е. пределом отношения приращения плотности к приращению состава) М. обнаружил изломы, которые он считал отвечающими образованию химических соединений. Значительно позже (начиная с 1912) Н. С. Курнаков, исходя из идей М., создал учение о сингулярных точках химических диаграмм (см. также Физико-химический анализ). В своих взглядах на растворы М. предвосхитил теории гидратации (и вообще сольватации) ионов. Представления М. о химическом взаимодействии между компонентами растворов имели большое значение для разработки современного учения о растворах.

Из исследований М. по физике особенно важны указание на существование «температуры абсолютного кипения» жидкостей (1860-61), позднее названной критической температурой; вывод уравнения состояния для одного моля идеального газа (1874; см. Клапейрона уравнение); изучение отклонений реальных газов от закона Бойля - Мариотта при малых давлениях, для чего он разработал специальную аппаратуру. В 1887 М. совершил (без пилота) подъём на воздушном шаре для наблюдения солнечного затмения и изучения верхних слоев атмосферы.

М. - автор ряда работ по метрологии. Им создана точная теория весов, разработаны наилучшие конструкции коромысла и арретира, предложены точнейшие приёмы взвешивания. При участии и под руководством М. в Главной палате мер и весов были возобновлены прототипы фунта и аршина, произведено сравнение русских эталонов мер с английскими и метрическими (1893-98). М. считал необходимым введение в России метрической системы мер. По настоянию М. в 1899 она была допущена факультативно и только в 1918 стала обязательной.

В научной деятельности М. был стихийным материалистом, признавал объективность и познаваемость законов природы, возможность использования их в интересах человека. М. писал: «... границ научному познанию и предсказанию предвидеть невозможно»

(Соч., т. 24, 1954, с. 458, прим.). Он отмечал также: «... без самобытного движения немыслима ни одна малейшая доля вещества...» («Основы химии», т. 1, 1947, с. 473).

Важнейшей чертой деятельности М. была неразрывная связь научных исследований с потребностями экономического развития страны. Особое внимание М. уделял нефтяной, угольной, металлургической и химической промышленности. С 1860-х гг. он не раз приезжал для консультаций на Бакинские нефтепромыслы; был инициатором устройства нефтепроводов и разностороннего использования нефти как химического сырья. М. предложил принцип непрерывной дробной перегонки нефти, высказал (1877) гипотезу её образования в результате взаимодействия карбидов железа с глубинными водами при высоких температурах. В отчёте о командировке в Донецкую область (1888) он указал мероприятия для быстрейшего освоения природных богатств Донбасса (каменного угля, железных руд, каменной соли и др.), предсказал краю великую промышленную будущность, впервые высказал идею подземной газификации углей. Расширение разработки угольных месторождений России М. связывал с развитием производства чугуна, стали и меди; отмечал необходимость добычи хромовых и марганцевых руд на Урале и Кавказе. М. считал первоочередными задачами увеличение производства соды, серной кислоты, искусственных минеральных удобрений на базе отечественного сырья; на много лет вперёд он наметил программу освоения огромных природных богатств страны.

В работах по вопросам сельского хозяйства М. возражал против распространённой тогда «теории убывающего плодородия почвы» и считал возможным многократное повышение плодородия земли удобрениями. Основываясь на результатах полевых опытов (1867-69), М. 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 (проведение почвенных обследований, организацию кафедр почвоведения и др.).

М. уделял большое внимание орошению земель Нижнего Поволжья, улучшению судоходства на реках России, постройке новых железных дорог, освоению Северного морского пути и др. крупным проблемам. Интересуясь развитием промышленности и научными исследованиями, он ездил не только по стране, но и в Западную Европу и США, знакомясь с заводами и промышленными выставками.

Передовой общественный деятель, М. ратовал за промышленное развитие и экономическую независимость России. Это отразилось и в его работе в Совете торговли и мануфактур, где он занимался разработкой нового таможенного тарифа (1889-92). Процветание страны М. связывал не только с широким и рациональным использованием её природных богатств, но и с развитием творческих сил народа, с распространением просвещения и науки. Направление русского народного образования, по М., должно быть жизненным и реальным (а не т. н. классическим), доступным для всех сословий. Особое значение М. придавал подготовке учителей и профессоров; сам был талантливым лектором и воспитателем научной смены. Учениками или последователями М. были А. А. Байков, В. И. Вернадский, Т. Т. Густавсон, В. А. Кистяковский, В. Л. Комаров, Д. П. Коновалов, Н. С. Курнаков, А. Л. Потылицын, К. А. Тимирязев, В. Е. Тищенко, И. Ф. Шредер и др. Все рус. химики конца 19 - начала 20 вв. учились по его «Основам химии».

М. вместе с А. А. Воскресенским, Н. Н. Зининым и Н. А. Меншуткиным был инициатором основания Русского химического общества (1868; в 1878 объединено с Русским физическим обществом в Русское физико-химическое общество; его отделение химии преобразовано в 1932 во Всесоюзное химическое общество им. Д. И. Менделеева; см. Химическое общество им. Д. И. Менделеева).

М. ещё при жизни был известен во многих странах, получил свыше 130 дипломов и почётных званий от русских и зарубежных академий, учёных обществ и учебных заведений (см. «Материалы по истории отечественной химии», М. - Л., 1950, с. 116-21).

В СССР учреждены менделеевские премии за выдающиеся работы по физике и химии, присуждаемые Академией наук. Имя М. (кроме упомянутых выше Всесоюзного химического общества и Всесоюзного института метрологии) носят Московский химико-технологический институт и Тобольский государственный педагогический институт. В честь М. названы: подводный хребет в Северном Ледовитом океане, действующий вулкан на о. Кунашир (Курильские острова), кратер на Луне, минерал Менделеевит, научно-исследовательское судно АН СССР для океанографических исследований и др. В СССР укрепилась традиция проведения Менделеевских съездов по общей и прикладной химии (с 1907 по 1969 состоялось 10 съездов). В Ленинграде проводятся (с 1939) ежегодные Менделеевские чтения. В здании ЛГУ (в бывшей квартире М.) находится основанный в 1911 Музей и научный архив Д. И. Менделеева.

Американские учёные (Г. Сиборг и др.), синтезировавшие в 1955 элемент 101, дали ему название Менделевий (Md) «... в знак признания приоритета великого русского химика Дмитрия Менделеева, который первым использовал периодическую систему элементов для предсказания химических свойств тогда ещё не открытых элементов. Этот принцип явился ключом при открытии почти всех трансурановых элементов»

(Сиборг Г., Искусственные трансурановые элементы, М., 1965, с. 49). В 1964 имя М. занесено на Доску почёта науки Бриджпортского университета (штат Коннектикут, США) в числе имён величайших учёных мира.

Соч.: Соч., т. 1-25, М. - Л., 1934-1954 (загл. т. 2 и 3, Избр. соч.); Архив Д. И, Менделеева. Автобиографические материалы. Сб. документов, т. 1, Л., 1951; Периодический закон, ред., статья и примечания Б. М. Кедрова, М., 1958; то же, Дополнительные материалы, М., 1960; в серии «Научный архив»: Растворы, [Л.], 1959; Освоение Крайнего Севера, М. - Л., 1960; Избранные лекции по химии, М., 1968.

Лит.: Труды Первого Менделеевского съезда по общей и прикладной химии, состоявшегося в Петербурге с 29 по 30 дек. 1907 г., СПБ, 1909, с. 8-173 (речи В. Е. Тищенко, Н. Н. Бекетова, Г. Г. Густавсона, П. И. Вальдена, Н. Е. Жуковского и др.); Менделеева А. И., Менделеев в жизни, [М.], 1928; Чугаев Л. А., Дмитрий Иванович Менделеев. Жизнь и деятельность, Л., 1924; [Озаровская О. Э.], Д. И. Менделеев по воспоминаниям О. Э. Озаровской, М., 1929; Младенцев М. Н. и Тищенко В. Е., Дмитрий Иванович Менделеев, его жизнь и деятельность, т. 1, ч. 1-2, М. - Л., 1938; Шостьин Н. А., Д. И. Менделеев и проблемы измерения, М., 1947; Писаржевский О., Дмитрий Иванович Менделеев. 1834-1907, 2 изд., М., 1953; Д. И. Менделеев.

Жизнь и труды, М., 1957 (имеется библ. трудов М.); Пархоменко В. Е., Д. И. Менделеев и русское нефтяное дело, М., 1957; Кедров Б. М., День одного великого открытия, М., 1958; Иониди П. П., Мировоззрение Д. И. Менделеева, М., 1959; Фигуровский Н. А., Дмитрий Иванович Менделеев, 1834-1907, М., 1961; Макареня А. А., Филимонова И. Н., Д. И. Менделеев и Петербургский университет, Л., 1969; Макареня А. А., Д. И. Менделеев и физико-химические науки. Опыт научной биографии Д. И. Менделеева, М., 1972; Макареня А. А., Филимонова И. Н., Карпило Н. Г. [сост.], Д. И. Менделеев в воспоминаниях современников, 2 изд., М., 1973; Козлов В. В., Всесоюзное химическое общество имени Д. И. Менделеева, 1868-1968, М., 1971; Walden P., Dmitri lwanowitsch Mendelejeff, «Berichte der Deutschen chemischen Gesellschaft zu Berlin», 1908, Bd 41, S. 4719-800; Tilden W. A., Mendeleeff memorial lecture, «Journal of the Chemical Society», L., 1909, v. 95, p. 19-40, 273-285; Brauner B., D. I. Mendeleev, «Collection des travaux chimiques de Tchécoslovaquie», (Praha), 1930, v. 1-2, № 5-6, p. 219-243; Leicester Н. М., D. 1. Mendeleev, в кн.: Great chemists, edited by Е. Farber, N. Y., 1961, p. 717-732. см. также лит. при ст. Периодическая система элементов Д. И. Менделеева.

С. А. Погодин.

Д. И. Менделеев.