Периодическая система элементов и соответствующий периодический закон стали и завершением классической атомистики, и мостом к новым представлениям о микромире с его атомными моделями. Одна из первых попыток систематизации химических элементов по их свойствам принадлежит Иоганну Де- берейнеру (1780—1849). Он предложил теорию триад, по которой химические элементы можно расположить в виде групп из трех весьма схожих элементов в каждой группе. Далее последовало еще несколько попыток, использующих идею периодизации. Выдающимся событием в науке стала публикация Дмит- рием Ивановичем Менделеевьш в 1868 году гениальной периодической системы элементов, явившейся одним из глубочайших обобщений в истории науки. Окончательный вариант таблицы Менделеева, опубликованный в 1871 году, называется «Естественная система элементов и применение ее к указанию свойств неоткрытых элементов». Подчеркнем: «... указанию свойств неоткрытых элементов». И действительно, вскоре подтвердилось, что система Менделеева обладает таким, казалось бы, фантастическим качеством и бывает подчас «умнее» исследователей. Показателен в этом отношении пример с открытием нового элемента — галлия. В 1875 году П. Лекок де Буадобран выделил и описал новый элемент, названный им галлием в честь своей страны (древнее название Франции — Галлия). В описании свойств нового элемента оказалась ошибка в определении его плотности, на которую в своем письме Буадобрану указал Д.И. Менделеев. Повторные измерения показали правоту русского ученого. Вскоре были открыты скандий, германий и другие элементы, существование которых предсказал Менделеев. К концу века все дискуссии, возникшие после публикации системы элементов Менделеева, утихли, таблица была принята во всем научном мире, хотя попытки ее как-то обосновать теоретически оказались тщетными. Это обоснование стало возможным только после открытия строения атомов химических элементов. 223 Раздел И. Основные направления классической науки Дмитрий Иванович Менделеев (1834—1907) родился в семье директора Тобольской гимназии Ивана Павловича Менделеева. Он был семнадцатым ребенком у Ивана Павловича и Марии Дмитриевны, урожденной Корнильевой. Любопытно происхождение фамилии Менделеевых. Дед Д.И. Менделеева П.М. Соколов был священником. Четырем его сыновьям, как это было принято у священнослужителей, были даны разные фамилии. Иван Павлович, отец Дмитрия Ивановича, получил фамилию соседних помещиков Менделеевых, один из братьев Ивана Павловича получил фамилию отца, два других стали именоваться Тихоман- Д• И. Менделеев дрицким и Покровским. В год рождения Дмитрия Иван Павлович ослеп и был вынужден выйти на пенсию. В Тобольской гимназии, где учился Дмитрий, особый интерес вызывали у него физика, математика, история и география, хотя успехи его в целом были средними. Среди учителей в Тобольской гимназии выделялся преподаватель словесности известный русский поэт Петр Павлович Ершов, бывший в свое время учеником Ивана Павловича Менделеева. Когда Дмитрию было 13 лет, Иван Павлович скончался, и Марии Дмитриевне выпала тяжелая доля воспитывать детей и управлять хозяйством (Менделеевы владели небольшим заводом по производству стеклянной посуды). Всю жизнь Дмитрий Иванович хранил в своей памяти образ матери. Вот что он писал в одном из вариантов посвящения своей монографии: «Посвящается памяти матери, Марии Дмитриевне Менделеевой. Вашего последыша Вы вскормили своим трудом, ведя заводское дело, Вы научили любить природу с ее правдой, науку с ее истиной, родину со всеми ее нераздельнейшими задатками, Вы заставили научиться труду и видеть в нем одном всему опору, Вы вывезли с этими внушениями и доверчиво отдали в науку, сознательно чувствуя, что это будет последнее ваше дело, Вы и умирая внушали любовь, труд и настойчивость. Приняв от Вас так много, хоть малым, быть может, последним трудом Вашу память почитаю». В год окончания Дмитрием гимназии (1849 г.) Мария Дмитриевна выехала с младшими детьми Елизаветой и Дмитрием в Москву и поселилась у своего брата В.Д. Корнильева — сибирского купца, который был управляющим у князей Трубецких. Дом В.Д. Корнильева на Покровке был любим московской интеллигенцией. Здесь частенько бывали Н.В. Гоголь, М.П. Погодин, Ф.И. Глинка, Е.А. Баратынский, СП. Шевырев и многие другие знаменитые представители русской интеллигенции. Прожив в доме В.Д. Корнильева год, Менделеевы покинули Москву и направились в Петербург в надежде на поступление Дмитрия в одно из высших учебных заведений столицы. Успешно выдержав вступительные экзамены, Менделеев в 1850 году поступил на физико-математический факультет Главного педагогического института. Первые годы, проведенные Менделеевым в институте, были очень трудными. Осенью скончалась его мать, а через полгода — сестра Елизавета, приехавшая с Менделеевыми в Петербург. В начале 1851 года скончался 224 5. Химия В.Д. Корнильев, много помогавший семье Менделеевых. Здоровье Дмитрия Ивановича сильно пошатнулось, у него открылось кровотечение горлом, и врачи не надеялись на его выздоровление. Главный педагогический институт был по статусу приравнен к университету. Преподавание на физико-математическом факультете вели М.В. Остроградский, Э.Х. Ленц и другие крупные ученые России. Большое внимание на этом факультете уделялось преподаванию химии, минералогии, ботаники. Исключительное место среди учителей Менделеева занимал А.А. Воскресенский — «дедушка русской химии», которого Д.И. Менделеев считал «зачинателем самостоятельного русского направления в химии». Для своей выпускной работы Менделеев избрал изоморфизм, который, по его словам, «казался важным в естественно-историческом отношении». Окончив институт с золотой медалью, Менделеев отправился по распределению в Крым старшим преподавателем в Симферопольскую гимназию. Однако приступить к работе он не смог, поскольку шла Крымская война (1853—1856 гг.). Симферополь находился вблизи театра военных действий, гимназия была закрыта. Из Симферополя Менделеев переехал в Одессу и стал учителем физики и математики в гимназии при Ришельевском лицее в Одессе. В Одессе он продолжает свои научные исследования и готовит магистерскую диссертацию, для защиты которой в 1856 году Менделеев направился в Петербург. После защиты диссертации в Петербургском университете он остался в столице, получив должность приват-доцента университета. В начале 1859 года Менделеев получил разрешение на заграничную командировку «для усовершенствования в науках» и в апреле месяце покинул Россию. Он обосновался в Гейдельберге, где в знаменитом университете работали Кирхгоф и Бунзен. Предметом научных исследований Менделеев выбрал вопросы капиллярности. В явлении капиллярности он усматривал тесную связь между физическими и химическими свойствами веществ. Для проведения исследований Менделеев организует свою лабораторию, считая оборудование лаборатории Бунзена не позволяющим проводить столь «деликатные опыты, как капиллярные». Оборудование для своей лаборатории он закупает в Бонне и Париже. В Бонне Менделеев знакомится с Г. Гейслером — знаменитым «стеклянных дел мастером», в Париже встречается с ведущими учеными Европы, устанавливает деловые контакты с известными торговыми фирмами и мастерскими. Смысл научной программы Менделеева состоял в построении «молекулярной механики», дающей аналитическую связь между поверхностным натяжением (силой взаимодействия частиц), плотностью, молекулярным весом и составом вещества. Однако Менделеев был вынужден отказаться от столь глубоких теоретических обобщений, разочаровавшись в достигнутых результатах. В начале 1861 г. Менделеев вернулся в Петербург. Материальное положение Менделеева после возвращения из-за границы оказалось стесненным. Выход из создавшегося положения он искал в обширной учебной и литературной деятельности. Менделеев занимается редактированием, переводами, много читает лекций, пишет учебники, дает частные уроки. По предложению издательства «Общественная польза» Менделеев написал первый в Рос- 8 В. Соломатин 225 Раздел II. Основные направления классической науки сии учебник по органической химии, за который ему была присуждена Демидовская премия Академии наук. С 1863 г. Менделеев начал цикл работ по технологии спиртоводных производств. Экспериментальная часть работы, включавшая разработку спиртометров, имела сугубо практическую направленность, но вместе с тем составила основу для докторской диссертации, которую Менделеев представил в Петербургский университет в 1864 г. Диссертация была озаглавлена «О соединении спирта с водой». В рамках диссертации Менделеев вывел уравнение, связывающее плотность спиртовых растворов с концентрацией и температурой. Он нашел состав, отвечающий наибольшему сжатию и остающийся постоянным при изменении температуры. Этот состав отвечает молекулярному соотношению С2Н5ОН:ЗН20. В апреле 1862 года Дмитрий Иванович женился на Феозве Никитичне Лещевой, вскоре приобрел имение Боблово в Клинском уезде. Преподавательская деятельность Менделеева в эти годы весьма обширна. Он читает лекции по общей, теоретической и органической химии, по физике, физической географии, работает в университете, Технологическом институте, Николаевской инженерной академии, во 2-м Кадетском корпусе, Институте корпуса инженеров путей сообщения. Зимой 1867—1868 гг. Менделеев начал работать над учебником «Основы химии», используя в процессе работы конспекты своих лекций, составленные студентами. При написании учебника Менделеев постоянно обдумывал проблему создания рациональной системы химических элементов. На отдельных карточках он выписывал названия элементов, их основные свойства и атомные веса. Перекладывая карточки, Менделеев пытался найти такое их расположение, чтобы определилась зависимость свойств элементов от их атомных весов. По легенде, искомую таблицу расположения элементов Дмитрий Иванович увидел во сне. Свою великую таблицу он записал проснувшись 17 февраля на первом попавшемся под руку листке, которым оказалось только что полученное письмо А.И. Ходнева. В этот же день переписанный набело вариант таблицы Менделеев отправил в типографию, а затем разослал русским и иностранным ученым. В окончательном варианте таблица была опубликована в начале 1871 г. в «Основах химии». Менделеев при осмыслении «системы» не мог обойти проблему «эфира». Он считал, что одним из способов доказательства существования эфира могло бы стать исследование сильно разреженных газов. В этих условиях свойства среды стали бы мало влиять на свойства эфира. «Эфир» представлялся Менделееву наилегчайшим химическим элементом. В 70-е годы Менделеев активно пропагандировал открытый им периодический закон. Не обошлось и без отстаивания приоритета открытия, на который претендовал немецкий химик Л. Мейер. Другим важным направлением в деятельности Менделеева стали его исследования, связанные с проблемой переработки нефти. Им был получен новый метод переработки, исследованы вопросы перегонки тяжелых компонентов, вопросы производства смазочных масел, осветительных масел. Имя Менделеева к началу 80-х годов было известно во всем мире, а на- 226 5. Химия учные заслуги были общепризнаны. Тем не менее он был забаллотирован при выборах в действительные члены Петербургской Академии наук в 1880 году. Сказалась, очевидно, реакционность академического большинства, и это понимал Дмитрий Иванович. Реакция научной общественности была определенной — в течение года Менделеев был избран почетным членом многих ведущих научных и учебных заведений России. Менделеев подал прошение об отставке, которую по совету ректора Петербургского университета А.Н. Бекетова заменил на прошение об отпуске. В личной жизни Д.И. Менделеева в 1881 г. произошли назревавшие в течение нескольких лет изменения. Реальностью стал разрыв с Феозвой Никитичной. Менделеев, получив отпуск, отправился в Рим, где его ждала Анна Ивановна Попова, ставшая женой Дмитрия Ивановича. Венчание было в Адмиралтейской церкви в Петербурге в апреле 1882 г. В середине 80-х годов Менделеев возвращается к научной проблеме растворов в надежде перекинуть своеобразный «мост» между теорией растворов и периодическим законом. Им были заложены основы физико-химического анализа сложных равновесных систем. В этот же период Менделеев интересуется проблемами техники воздухоплавания и метеорологии. Стал знаменитым его полет на воздушном шаре летом 1887 г., организованный Русским техническим обществом, членом которого являлся Менделеев. Полет проходил во время солнечного затмения, и Менделеева привлекала возможность впервые с аэростата наблюдать солнечную корону. Предполагалось, что полетят Менделеев и пилот — аэронавт A.M. Кованько. Но из-за дождя шар намок, и подъем двух человек стал невозможен. Менделеев полетел один, мастерски поднял и посадил аэростат. Полет был безусловно опасным предприятием, и Дмитрий Иванович составил завещание. Оно заканчивается словами: «Хоронить прошу как можно проще. «О растворах» — не кончил. Прошу НА. Мен- шутина и Д. П. Коновалова как-нибудь закончить и издать. Веру в силу труда и науки и в будущность русского народа завещаю через детей всем ученикам и всей молодежи. Силы эти их охранят... Университету, которым жил и имел значение, завещаю те немногие приборы, которые останутся от меня в лаборатории. Память о нем, товарищах и учениках будут со мной и в могиле...». Подъем промышленности в России в 90-х годах открывал широкие перспективы для Менделеева. Он был готов к тому, чтобы развернуть прикладные научные исследования в самых различных направлениях. Университет и преподавательская деятельность в определенной степени стесняли его. Менделеев подал в отставку и весной 1890 г. покинул Петербургский университет. Среди прочих важных научных прикладных задач Менделеев выделял весьма важную, находящуюся на стыке технических и научных знаний, — создание научной метрологии. Метрология используется во всех отраслях промышленности, является базой для проведения научных экспериментов. В эпоху промышленного развития создание эталонов физических величин имело первостепенное значение. В 1892 г. Менделеев принимает 8* 227 Раздел II. Основные направления классической науки предложение СЮ. Витте занять должность «ученого хранителя» Депо образцовых мер и весов. Это назначение на все последующие годы определило направление научной деятельности Менделеева, хотя он не оставляет заниматься и другими проблемами, в частности фармакологией, проблемами производства пороха, теорией растворов, принимает активное участие в обсуждении экономических вопросов развития нефтяной и каменноугольной промышленности в России. К тому времени у Менделеева сложилась система экономических взглядов, он стал крупным теоретиком индустриализации. Появились его крупные научные труды, посвященные экономическому развитию России. Его подход к этой проблеме отличался широкой исторической перспективой, научной аргументацией, независимостью взглядов. Свою деятельность в Депо образцовых мер Менделеев начал с возобновления эталонов русских мер. Он предложил создать единый крупный метрологический центр России, назвав его «Главная палата мер и весов». С 1893 г. это название было утверждено решением Министерства финансов. Таким образом, по инициативе Менделеева в России было создано метрологическое учреждение, в задачу которого входило возобновление прототипов русских мер, организация поверочного дела, научные исследования в области метрологии. Менделеев был сторонником метрической системы мер, считал метрическую систему наиболее удобной, но полагал, что ее введение в России должно быть постепенным. Главная палата мер и весов стала, по существу, крупным научным центром и одним из лучших метрологических институтов Европы, лаборатории которого были прекрасно оснащены и готовы для проведения самых тонких научных экспериментов. В 1903 г. Менделеев впервые в России организовал там экспериментальные исследования по изучению радиоактивности. В 1899 г. Менделеев предпринял Уральскую экспедицию, к которой долго и тщательно готовился. Менделеев поднимал вопрос о переустройстве уральских горных заводов и давал соответствующие рекомендации Министерству финансов. Перед началом экспедиции он письменно обратился ко многим владельцам частных заводов Урала с просьбой «содействовать изучению положения железного дела». Участие в экспедиции было прервано по состоянию здоровья, и Менделеев из Златоуста возвратился в свое имение в Боблово. Однако общая картина состояния промышленности на Урале Менделееву была ясна. Он изложил ее в докладной записке, поданной на имя Витте. В записке изложены причины медленного развития железной промышленности на Урале и даны соответствующие рекомендации. В последние годы жизни Д.И. Менделеев работал в постоянном контакте с СЮ. Витте. Витте пользовался советами ученого по вопросам денежного обращения (Менделеев предложил ввести взамен кредитного рубля новый рубль, обеспеченный золотом), вопросам развития образования, таможенной политики, организации исследований бассейна Северного Ледовитого океана, вопросам сельского хозяйства. Но главным делом Менделеева оставалась Палата. В начале января 1907 г. он показывал Главную палату мер и весов министру торговли и промышленности Д.А. Философову. Во время осмотра Д.И. Менделеев простудился. Последствия оказались роковыми — 20 января Дмитрия Ивановича Менделеева не стало.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Периодическая система элементов. Менделеев» з дисципліни «Історія науки»
