Между тем, еев включил эфир в свою таблицы периодических элементов не случайно, ибо еще в 1905 году в Санкт-Петербурге была опубликована его работа «Попытка химического понимания мирового эфира», в которой этот талантливый русский ученый писал. Дмитрий Иванович Менделеев был и гениальным химиком, и первоклассным физиком, и плодотворным исследователем в области гидродинамики, метеорологии, геологии, в различных отделах химической технологии и других сопредельных с химией и физикой дисциплинах.
Упорядочить хаос изобретения и открытия Менделеева
Открытие Менделеева можно сравнить с работой Дарвина в биологии и Эйнштейна — в физике: это системообразующий фундаментальный научный прорыв, показавший, что свойства элементов определяются их строением. Но на самом деле Менделеев открыл глубокую математическую карту природы, поскольку его таблица отражала значение квантовой механики, математических правил, управляющих атомной архитектурой. Дмитрий Менделеев занимался изучением газов в химии.
Дмитрий Менделеев и его удивительное открытие
| Дмитрий Иванович Менделеев | 1. Учебник по химии под авторством Менделеева. |
| День рождения Менделеева: 10 главных открытий ученого | В 1869–1871 годах Менделеев несколькими частями опубликовал пособие «Основы химии» — это пособие стало первым систематизированным изложением общей (то есть неорганической) химии. |
| От ледоколов до периодической системы: Главархив — о достижениях Дмитрия Менделеева | Сразу вспоминается открытый им периодический закон, легший в основу периодической системы химических элементов. |
| Скончался великий русский ученый Дмитрий Менделеев (02.02.1907) | В дальнейшем Менделеев сосредоточился на изучении свойств химических элементов, в то время были открыты 63 из них. |
| Дмитрий Менделеев • биография и творчество | Работая над учебным пособием «Основы химии», Менделеев задумался над природой химических элементов. |
Биография Менделеева
Развил идеи о существовании соединений переменного состава. Исследуя газы, Менделеев нашёл в 1874 году общее уравнение состояния идеального газа, включающее как частность зависимость состояния газа от температуры, обнаруженную в 1834 году физиком Б. Клапейроном уравнение Клапейрона — Менделеева. В 1877 году Менделеев выдвинул гипотезу происхождения нефти из карбидов тяжёлых металлов, которая, правда, на сегодня большинством ученых не принимается; предложил принцип дробной перегонки при переработке нефти.
Золотая медаль имени Д. МенделееваВыдвинул в 1880 году идею подземной газификации углей. Занимался вопросами химизации сельского хозяйства, пропагандировал использование минеральных удобрений, орошение засушливых земель.
Совместно с И. Чельцовым принимал в 1890—1892 годах участие в разработке бездымного пороха.
Контент доступен только автору оплаченного проекта Сравнительный анализ работы Менделеева с другими химиками Сопоставление научных достижений и методов Дмитрия Менделеева с работами других выдающихся химиков его времени. Контент доступен только автору оплаченного проекта Инновационные методы исследования Менделеева Изучение уникальных методов и подходов, применяемых Дмитрием Менделеевым в своих научных исследованиях в области химии.
Контент доступен только автору оплаченного проекта Критика и оценка научных трудов Менделеева Анализ критики и оценки научных работ и открытий Дмитрия Менделеева со стороны современных ученых и исследователей. Контент доступен только автору оплаченного проекта Наследие и влияние идей Менделеева на современную науку Рассмотрение наследия и воздействия научных идей и концепций Дмитрия Менделеева на развитие современной науки и образования. Контент доступен только автору оплаченного проекта Эксперименты и исследования Менделеева в химии Изучение экспериментов, проведенных Дмитрием Менделеевым в области химии, и их влияния на развитие химической науки. Контент доступен только автору оплаченного проекта Заключение Описание результатов работы, выводов.
Контент доступен только автору оплаченного проекта Список литературы Список литературы. Контент доступен только автору оплаченного проекта Нужен проект на эту тему?
Именно поэтому, имея в руках вариант системы, по формальным признакам весьма близкий к тому, который впоследствии получил название «естественной системы» и который сейчас можно видеть в школьных и вузовских учебниках, Менделеев отказался размещать элементы «второго разряда» дополнительных подгрупп среди элементов первого, поскольку в этом случае «разорвалась бы естественность связи членов одного … ряда» т.
Задача объединения элементов разных «разрядов» лишь на первый взгляд может показаться сравнительно несложной. Надо было перегруппировать шестьдесят с лишним элементов, а не просто выбросить треть их из системы. При этом надо было сохранить их расположение в порядке возрастания атомных весов и, по возможности, периодический характер изменения их свойств.
Задача осложнялась тем, что Cu, Ag, Zn и Cd Менделеев поначалу относил к элементам первого разряда т. Может быть, тогда подойдет другая форма, которую потом станут называть «длинной» или «длиннопериодной» : Нет, такое расположение элементов Менделеева также не устраивало. Его смущало наличие разрыва в первых двух строках, ибо пустое место внутри естественной системы может служить указанием на существование не открытого еще элемента, а подозревать существование неизвестных элементов между, например, Be и B оснований не было.
После долгих мучений Менделеев создал вариант системы, который с несвойственной ему скромностью назвал «Опытом системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве» далее сокр. На рукописном листке с «Опытом» он проставил дату: 17 февраля 1869 г. Составление «Опыта» и написание статьи «Соотношение свойств с атомным весом элементов» подвели черту под важным этапом работы Менделеева по созданию рациональной систематики элементов.
Теперь он был уверен, что: — атомный вес является одним из важнейших параметров, определяющих коренные свойства элементов, и потому «распределение элементов по атомному их весу не противоречит естественному сходству, существующему между элементами, а напротив того, прямо на него указывает» Менделеев, 1869, с. Но полученный результат никак не мог считаться окончательным, поскольку «Опыт» при всех его достоинствах не обладал ни цельностью, ни должной естественностью. Так, переходные элементы «второго разряда» явно демонстрировали известные аналогии с элементами «первого», в «Опыте» же они оказывались всего лишь «навесом» над остовом системы.
Отсюда сложное отношение Менделеева к своему созданию. Включив «Опыт» в первую часть «Основ» и в статью «Соотношение свойств» не считая отдельных листков с таблицей, отпечатанных для рассылки коллегам , Менделеев больше никогда его не публиковал. Только в статье «О месте церия в системе элементов», представленной Физико-математическому отделению СПб Академии наук академиком Н.
Зининым и адъюнктом А. Бутлеровым на заседании 24 ноября 1870 г. Именно последняя и стала прообразом известной сегодня короткой формы системы, которую Менделеев уже в другой статье назвал «Естественной системой химических элементов» 1870.
Графическое выражение Периодического закона, представленное в «Естественной системе», является более совершенным и зрелым. Оно было включено Менделеевым во вторую часть первого издания «Основ химии» 1871. К концу 1870 г.
Дмитрий Иванович понял, что «предельные» высшие формы кислородных соединений и их свойства определяются не «самими свойствами кислорода» и не наличием «грани О4», т. Определенное влияние на размышления Менделеева о соотношении элементов разных разрядов могли оказать соображения, высказанные в 1869 г. Так, Н.
Бекетов, выступая в 1869 г. Первые зависят от формы частичек, которая допускает присоединение только известного числа частичек другого тела; вторые, зависящие от химических свойств материи, выражаются по преимуществу количеством теплоты, отделяющейся при соединении. Чем более два элемента при своем соединении могут выделять теплоты, тем они способнее к соединению и тем прочнее происшедшее соединение.
Потому мы можем себе представить, что непрочность возможного по аналогии соединения не позволит ему образоваться… Итак, по крайней мере два фактора имеют влияние на предел соединения, а следовательно, и на атомность элементов. А потому естественно, что когда одно условие, по-видимому, постоянное форма частиц , допускает возможность неизменной атомности, другое, изменяющееся химическая энергия соединения , своим влиянием изменяет предел, а следовательно, и самое атомность» Бекетов, 1869, с. Другое сообщение, которое могло заинтересовать Менделеева, было сделано на том же съезде А.
Его идея состояла в том, что деление элементов на металлические и неметаллические относительно, высшие кислородные соединения таких типичных металлов, как марганец и хром, обладают кислотными свойствами, что сближает их с высшими оксидами йода, селена и т. А потому, если прав Бекетов, сходство, скажем, перхлората и перманганата калия, как и сходство высших оксидов марганца и хлора, обусловлено не влиянием кислорода, но сходством самих элементов, т. Менделеев прекрасно понимал значимость сделанного им открытия.
Но предстояло еще убедить в этом других, для чего следовало прежде всего познакомить отечественных и, что особенно важно, зарубежных химиков с открытым им законом и созданной на его основе системой элементов. Это было важно и с приоритетной точки зрения. Как известно, в день создания «Опыта» Менделеев, который «не скучал изучать все ветви сельского хозяйства», должен был ехать в Тверскую губернию обследовать артельные сыроварни Н.
Верещагина Архив Д. Менделеева, т. Открытие Периодического закона вынудило его отложить поездку на 12 дней, чтобы закончить статью «Соотношение свойств с атомным весом элементов».
Рукопись он передал Н. А сам 1 марта ст. Меншуткин был делопроизводителем и редактором журнала РХО.
В1860-х гг.
Это уравнении называется уравнением Клайперона-Менделеева, именно потому что вклад в открытие уравнения внесли оба этих ученых. Если уравнение Клапейрона содержало неуниверсальную газовую постоянную, значение которой необходимо было измерять для каждого газа, то Менделеев нашел коэффициент пропорциональности того, чего он назвал универсальной газовой постоянной. Главная палата мер и весов являлась центральным учреждением Министерства финансов и заведовала поверочной частью в Российской империи и подчиненным отделу торговли. Задачей этой Палаты, которую открыл Менделеев, было «сохранение единообразия, верности и взаимного соответствия мер и весов», как говорилось в Положении о мерах на 1899 год. Ныне Главная палата мер и весов — это Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии имени Д.
Упорядочить хаос изобретения и открытия Менделеева
Менделеев указывает, что и гелий, и аргон обладают выраженной химической «недеятельностью», то есть, не вступают в химические соединения с другими известными элементами. В 1955 году заслуги Менделеева были увековечены: сто первый открытый химический элемент называется «Менделевий». В итоге, в феврале 1869 года Менделеев сформулировал первый периодический закон, а уже в марте его доклад «Соотношение свойств с атомным весом элементов» был представлен на рассмотрение Русского химического общества историком химии Н. А. Меншуткиным. Работая над трудом «Основы химии», Д. И. Менделеев открыл в феврале 1869 года один из фундаментальных законов природы — периодический закон химических элементов. Менделеев организует в Гейдельберге собственную лабораторию, где производит ряд выдающихся исследований по физической химии в числе которых изучение сил сцепления и расширения жидкостей.
Дмитрий Иванович Менделеев и его открытие
К сожалению, из 17-ти детей до 18-летия дожили только восемь. В год, когда родился Менделеев, его отец ослеп и все хлопоты о многодетной семье легли на плечи необразованной матери. Мария Дмитриевна Менделеева 3. Во время учёбы в педагогическом институте будущий химик был оставлен на второй год из-за плохой успеваемости.
Менделеевым был спроектирован высокоширотный экспедиционный ледокол и определен высокоширотный промышленный морской путь для прохождения судов рядом с Северным полюсом. Менделеева есть ряд крупных работ, посвященных исследованиям в области метрологии. Его фундаментальная монография, посвященная явлениям колебания, была написана в 1898 году и называется «Опытное исследование колебания весов». Также ученому принадлежит целый ряд сконструированных им оригинальных приборов: маятник-метроном, дифференциальный маятник для нахождения твердости веществ, маятник-весы и др. Менделеев считал, что глубокое изучение природы колебаний очень важно для лучшего понимания силы гравитации. Созданная им Главная палата мер и весов явилась базой для открытия в России школы русских метрологов, а сам ученый по праву считается основателем русской метрологии. Большое внимание Д. Менделеев уделял развитию в России промышленного производства. Он был уверен, что именно тяжелая промышленность фабрики, заводы, тяжелая индустрия способны обеспечить экономический рост и развитие государства. Особый акцент ученый делал на развитии двух направлений: средств производства и топливной базы и выдвигал конкретные проекты по осуществлению этой задачи. Памятник в Братиславе Учитывая высочайшую конкуренцию товаров на мировом рынке, Менделеев считал не менее важной задачей развитие транспортной системы России. Он выступал за необходимость строительства разветвленной сети железных дорог и настаивал на снижении тарифов при перевозке керосина. Именно Менделеев внес предложение министру финансов Ю. Витте ввести так называемый «золотой рубль». Проведенная вслед за этим денежная реформа ощутимо укрепила экономическое положение России среди развитых стран Запада. Менделеев принимал участие во Всероссийском торгово-промышленном съезде 1896 года, на котором выступил с рядом предложений. В его работах: «К познанию России», «Учение о промышленности», «Уральская железная промышленность» и др. Менделеев также вносил предложения по рациональному использованию лесных массивов Урала, о плановом порядке геологоразведочных изысканий. Так, например, им впервые было предложено использование переносного магнитного теодолита для разведки железной руды. Труды Д. Менделеева, посвященные развитию сельского хозяйства, имеют непреходящее значение. В них ученый старался охватить разные отрасли: молочное хозяйство, животноводство, агрономию и т. В своем имении Боблово он проводил опыты, применяя многополье, удобрения на основе золы и костяной муки, использовал сельскохозяйственную технику, ввел травосеяние, комбинировал органические и минеральные удобрения, проводил анализы почв. Большой вклад внес ученый в решение проблемы переработки сельхозпродукции и в разработку технологии производства минеральных удобрений. Памятник перед зданием химического факультета МГУ Д. Менделеев не мог оставаться в стороне от общественной жизни России. Под его руководством были созданы: Русское химическое общество 1868 г. На протяжении многих лет он оставался постоянным членом петербургского Минералогического общества, Общества содействия русской промышленности, Русского технического общества и др. Ученый был участником практически всех научных конгрессов и съездов, проходивших как в России, так и за рубежом. В семидесятые годы в Петербурге по инициативе Д. Менделеева было создано общество, в которое помимо ученых входили литераторы и художники. Со многими из них великого химика связывала многолетняя дружба. Его университетскую квартиру посещали такие выдающие личности, как А. Бекетов, Ф. Петрушевский, А. Советов, И. Шишкин, И. Крамской и многие другие. Последние годы В последние годы Д. Менделеев не прекращал свою научную и общественную деятельность. В 1900 году он принял участие в торжествах, посвященных двухсотлетию Берлинской Академии наук. Почти сразу после этого он посетил Всемирную выставку в Париже. С 1903 по 1906 гг. Эти работы можно назвать его духовным напутствием грядущим поколениям. Могила Д. Менделеева на Волковом кладбище Санкт-Петербург 11 января 1907 года Д.
В 1880 году за «славную ученую деятельность» Дмитрий Менделеев был избран почетным членом Московского университета и Императорского Московского технического училища сегодня — Московский государственный технический университет имени Н. Ученого не стало в начале 1907 года. В его память Русское физико-химическое общество при Санкт-Петербургском университете организовало первый Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Программа мероприятия сохранилась в Главархиве Москвы. Ученого не стало в начале 1907 года, и Санкт-Петербургский университет в его память устроил специальный Менделеевский съезд по общей и прикладной химии. Программа этого мероприятия сохранилась в Главархиве Москвы.
В 1855 году Дмитрий Менделеев с золотой медалью окончил отделение естественных наук физико-математического факультета Главного педагогического института в Санкт-Петербурге. В том же, 1855, году Дмитрий Менделеев был назначен старшим учителем естественных наук Симферопольской мужской гимназии. С 1855 по 1856 год Дмитрий Менделеев был старшим учителем в гимназических классах при Ришельевском лицее в Одессе. В 1856 году он блестяще защитил диссертацию «на право чтения лекций» — «Строение кремнезёмных соединений», с успехом прочёл вступительную лекцию «Строение силикатных соединений». Отдельным изданием в Санкт-Петербурге вышла в свет кандидатская диссертация Дмитрия Менделеева «Изоморфизм в связи с другими отношениями кристаллической формы к составу». В октябре Дмитрию Менделееву была присвоена учёная степень магистра химии. В январе 1857 года Дмитрий Менделеев был утверждён в звании приват-доцента Императорского Санкт-Петербургского университета по кафедре химии. С 1857 по 1890 годы он преподавал в Императорском Санкт-Петербургском университете. С 1859 по 1861 годы находился в научной командировке в Германии. В 1859 году Дмитрий Менделеев сконструировал пикнометр — прибор для определения плотности жидкости. В 1860 году открыл критическую температуру абсолютного кипения жидкостей. В конце февраля 1861 года Дмитрий Менделеев получил предложение от издательства «Общественная польза» написать учебник по химии и уже в июне отдал последнюю корректуру. К октябрю учебник «Органическая химия» был напечатан и вскоре представлен на Демидовскую премию.
Система, перевернувшая науку
| Дмитрий Менделеев и его удивительное открытие | Indubala | На заседании Русского химического общества впервые официально было объявлено об открытии Дмитрием Менделеевым Периодической таблицы элементов. |
| Дмитрий Менделеев и его удивительное открытие | Открытия Менделеева, список которых пополнялся год от года, были не только научными, но и буквальными – в 1893 году Дмитрий Иванович открыл Главную палату мер и весов России. |
Система, перевернувшая науку
Рукопись «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве». Человечество в целом очень справедливое и благодарное образование. Мудрец брадатый В числе биографических фильмов, выпущенных в СССР в короткий период конца 1940-х — начала 1950-х годов — фильмов, предельно одинаковых с точки зрения фабулы, постановочных и актерских приемов, общей интонации, — ученым было посвящено шесть. Выбор заглавных героев для них, в общем, неслучаен. Иван Павлов — не просто крупнейшая научная величина, но и человек, поддержавший советскую власть. Попов — изобретатель радио, символ пресловутого «приоритета русской науки», Мичурин — священная корова тогдашних лжеученых во главе с Лысенко, Пирогов — борец с «засильем немцев», Миклухо-Маклай и Пржевальский — путешественники и жертвы британских империалистических козней.
В Британии нашли старейшую в мире таблицу Менделеева О Менделееве фильм не сняли — возможно, просто не успели: «биографический период» в советском кино закончился со смертью Сталина. А может быть, испугались нешаблонности фигуры. Притом, что реальная биография Менделеева фантастически кинематографична. Он повидал свет родился в Сибири, жил в Одессе и Крыму, стажировался в Гейдельберге, впоследствии объездил весь мир и был знаком буквально со всеми крупными учеными того времени , он занимался широчайшим кругом научных вопросов — от метрологии до демографии, он был демократом ушел из университета после отказа ректора принять из рук Менделеева студенческую петицию. Наконец, никогда не был в излишней чести у власти мало кто задумывается, но Менделеев так и не стал академиком — и умер членом-корреспондентом , не ладил с крупной буржуазией в частности, с Нобелями и не получил Нобелевскую премию.
Оказалось, что физические, биохимические и физиологические качества этих смесей также весьма различны, что побудило ученого искать идеальное соотношение объема и веса частей спирта и воды в водке. Этот менделеевский состав водки и оказался запатентован Правительством России как русская национальная водка «Московская особая». Дмитрий Менделеев открыл периодический закон 1 марта 1869 года, закончив работу над «Опытом системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве». По легенде, мысль о системе химических элементов пришла к Менделееву во сне, однако известно, что однажды на вопрос, как он открыл периодическую систему, ученый ответил: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг готово». Открытие Менделеевым периодического закона стало не только одним из крупнейших событий в истории химии XIX столетия, но и в известном смысле одним из самых выдающихся достижений человеческой мысли минувшего тысячелетия. Группа реакционных ученых на выборах в действительные члены Санкт-Петербургской Императорской Академии наук 23 ноября 1880 года забаллотировали кандидатуру Менделеева. Во время голосования Дмитрий Иванович получил по девять голосов «за» и «против».
Такое решение вызвало большой общественный резонанс, в газетах начали размещать просты. Научные круги, также встали на сторону Менделеева. В этом же году 14 научных обществ и учебных заведений России избрали ученого своим почетным членом. Ученый оставил свыше пятисот печатных трудов. Автор фундаментальных исследований по химии, химической технологии, физике, метрологии, воздухоплаванию, метеорологии, сельскому хозяйству, экономике, народному просвещению и другим направлениям, тесно связанным с потребностями развития производительных сил России. Заложил основы теории растворов, предложил промышленный способ фракционного разделения нефти, изобрел вид бездымного пороха, пропагандировал использование минеральных удобрений, орошение засушливых земель, занимался вопросами приборостроения.
Оставим этим мистикам их дуализм, а обратим внимание на то, что вечность, неизменную сущность, отсутствие нового происхождения или исчезновение и постоянство эволюционных проявлений или изменений признали люди не только для духа, но и для энергии или силы, равно как и для материи или вещества. Так во многом смутное, но все же подлежащее уже анализу понимание исходной троицы познания вещество, сила и дух составляет основу современного реализма, глубоко отличающегося как от древнего, так и от еще недавнего, даже еще доныне распространенного унитарного материализма, который все стремится познать из вещества и его движения… Думаю даже, что современный реализм яснее и полнее всего характеризуется признанием вечности, эволюции и связей: вещества, сил и духа. Так, сколько я понимаю, мыслят вдумчивые естествоиспытатели-реалисты… Но у них есть свои побочные причины постоянного беспокойства. Их много.
Ранее, чем излагать свой посильный ответ на вопрос о химической природе эфира, считаю долгом высказаться о мнении, которое читал между строк и не раз слышал от своих ученых друзей, верящих в единство вещества химических элементов или простых тел и в происхождении их из одной первичной материи. Для них эфир содержит эту первичную материю в несложившемся виде, то есть не в форме элементарных химических атомов и образуемых ими частиц и веществ, а в виде составного начала, из которого сложились сами химические атомы. Нельзя не признавать в таком воззрении увлекательной стороны. Как миры иногда представляют сложившимися из разъединенных тел твердой космической пыли, болидов и т.
Химия силикатов и стеклообразного состояния [ править править код ] Обложка первой публикации Д. Менделеева «Химический анализ ортита из Финляндии».
Менделеева, не выразившись результатами масштабов естествознания в целом, тем не менее, как и всё в его исследовательской практике, будучи неотъемлемой частью и вехой на пути к ним, а в отдельных случаях — их фундаментом, чрезвычайно важен и для понимания развития этих исследований. Как станет видно из дальнейшего, он тесным образом связан с основополагающими компонентами мировоззрения учёного, охватывающими сферы от изоморфизма и «основ химии» до базиса периодического закона, от постижения природы растворов до взглядов, касающихся вопросов строения веществ [11]. Первые работы Д. Менделеева в 1854 году представляют собой химические анализы силикатов. Это были исследования « ортита из Финляндии» и « пироксена из Рускиалы в Финляндии», о третьем анализе минеральной глинистой породы — умбры — имеются сведения только в сообщении С. Куторги в Русском географическом обществе.
К вопросам аналитической химии силикатов , Д. Менделеев возвращался в связи с магистерскими экзаменами — письменный ответ касается анализа силиката, содержащего литий. Этот небольшой цикл работ послужил возникновению интереса у исследователя к изоморфизму: состав ортита учёный сравнивает с составами других сходных минералов и приходит к выводу, что такое сопоставление позволяет построить изменяющийся по химическому составу изоморфный ряд [62]. В мае 1856 года Д. Менделеев, вернувшись в Санкт-Петербург из Одессы, подготовил диссертационную работу под обобщённым названием «Удельные объёмы» — многоплановое исследование, своеобразную трилогию, посвящённую актуальным вопросам химии середины XIX века. Большой объём работы около 20 печатных листов не позволил издать её полностью.
Опубликована была только первая часть, озаглавленная, как и вся диссертация «Удельные объёмы»; из второй части позднее был напечатан только фрагмент в виде статьи «О связи некоторых физических свойств тел с химическими реакциями»; третья же часть при жизни Д. Менделеева не была полностью опубликована — в сокращённом виде она была представлена в 1864 году в четвёртом выпуске «Технической энциклопедии», посвящённой стекольному производству. Через взаимосвязь освещаемых в работе вопросов Д. Менделеев последовательно приближался к постановке и решению наиболее существенных в его научном творчестве проблем: выявлению закономерностей при классификации элементов, построению системы, характеризующей соединения через их состав, строение и свойства, создание предпосылок формирования зрелой теории растворов [11]. Весы, сконструированные Д. Менделеевым для взвешивания газообразных и твёрдых веществ В первой части этого труда Д.
Менделеева — детального критического анализа литературы, посвящённой вопросу, им высказана оригинальная мысль о связи молекулярного веса и объёма газообразных тел. Учёный вывел формулу расчёта молекулярного веса газа, то есть впервые была дана формулировка закона Авогадро-Жерара. Позднее выдающийся русский физикохимик Е. Бирон напишет: «Насколько мне известно, Д. Менделеев первый стал считать, что можно уже говорить о законе Авогадро , так как гипотеза , в виде которой закон был сначала сформулирован, оправдалась при экспериментальной проверке…» [63]. Опираясь на колоссальный [46] фактический материал в разделе «Удельные объёмы и состав кремнезёмных соединений», Д.
Менделеев приходит к широкому обобщению. Не придерживаясь, в отличие от многих исследователей Г. Копп , И. Шрёдер и др. Менделеев ищет не формальные количественные закономерности в объёмах, а старается установить связь между количественными соотношениями объёмов и совокупностью качественных характеристик вещества. Таким образом он приходит к выводу, что объём, подобно кристаллической форме, является критерием сходства и различия элементов и образуемых ими соединений, и делает шаг в направлении создания системы элементов, прямо указывая на то, что изучение объёмов «может служить на пользу естественной классификации минеральных и органических тел».
Особый интерес представляет часть, именуемая «О составе кремнезёмных соединений». С исключительной глубиной и обстоятельностью Д. Менделеевым впервые изложен взгляд на природу силикатов как соединений, подобных сплавам оксидных систем. Учёным установлена связь между силикатами как соединениями типа MeO x SiO x и «неопределёнными» соединениями других типов, в частности, растворами, что выразилось правильной трактовкой стеклообразного состояния [11]. Именно с наблюдения процессов стеклоделия начался путь Д. Менделеева в науке.
Возможно, именно этот факт сыграл определяющую роль в его выборе, во всяком случае, данная тема, непосредственно связанная с химией силикатов, в той или иной форме закономерно соприкасается со многими другими его изысканиями [62]. Место силикатов в природе лаконично, но с исчерпывающей ясностью определено Д. Менделеевым [64] : Как органическая материя обуславливается присутствием углерода и им изобилует, так и минеральное царство изобилует кремнезёмистыми соединениями [65]. Эта фраза указывает и на понимание учёным первостепенного утилитарного значения силикатных материалов, древнейших и самых распространённых в практике, и на сложность химии силикатов; поэтому интерес учёного к данному классу веществ, помимо известного практического значения, был связан с развитием важнейшего понятия химии — химическое соединение, с созданием систематики соединений, с решением вопроса о соотношении понятий: химическое соединение определённое и неопределённое — раствор. Чтобы осознать важность и научное значения самой постановки вопроса, актуальность его и по прошествии более чем столетия, достаточно привести слова одного из специалистов в области химии силикатов, академика М. Изучение стекла помогло Д.
Менделееву глубже понять природу кремнекислых соединений и на этом своеобразном веществе увидеть некоторые важные особенности химического соединения вообще [62]. Темам стеклоделия, химии силикатов и стеклообразного состояния Д.
Предсказания элементов: успехи и неудачи
Помимо известной всем таблицы элементов, Дмитрий Иванович Менделеев создал уникальные приборы, которые ученые используют до сих пор. Менделеев указывает, что и гелий, и аргон обладают выраженной химической «недеятельностью», то есть, не вступают в химические соединения с другими известными элементами. Менделеев был предтечей современной метрологии, в частности— химической метрологии.
От истории химии до величайших вымыслов: вся правда о Менделееве
Его портрет обязательно висит в каждом кабинете химии, и все-таки единственное, что мы знаем о Дмитрии Менделееве наверняка, так это то, что таблица химических элементов привиделась ученому во сне (более осведомленные в курсе, что химик изобрел водку). Дмитрий Иванович Менделеев был и гениальным химиком, и первоклассным физиком, и плодотворным исследователем в области гидродинамики, метеорологии, геологии, в различных отделах химической технологии и других сопредельных с химией и физикой дисциплинах. Торжественная церемония открытия мероприятия, приуроченного к 190-летию со дня рождения Д. И. Менделеева, павильон № 12 СИБУР.
Дмитрий Иванович Менделеев и его вклад в науку
Опыт химической концепции мирового эфира. Нью-Йорк — Лондон — Бомбей. Попытка химического понимания мирового эфира. Менделеева связана, прежде всего, с поиском учёным физических причин периодичности. Так как свойства элементов находились в периодической зависимости от атомных весов, массы, исследователь мыслил возможность пролить свет на эту проблему, выясняя причины сил тяготения и посредством изучения свойств передающей их среды.
Концепция « мирового эфира » имела в XIX веке большое влияние на возможное решение данной проблемы. Предполагалось, что «эфир», заполняющий межпланетное пространство, является средой, передающей свет, тепло и гравитацию. Исследование сильно разреженных газов представлялось возможным средством к доказательству существования названной субстанции, когда свойства «обычного» вещества уже не способны бы были скрывать свойства «эфира». Одна из гипотез Д.
Менделеева сводилась к тому, что специфическим состоянием газов воздуха при большом разрежении и мог оказаться «эфир» или некий газ с очень малым весом. Менделеевым написано на оттиске из «Основ химии», на периодической системе 1871 года: «Легче всех эфир, в миллионы раз»; а в рабочей тетради 1874 года учёный выражает ещё более ясно ход мысли: «При нулевом давлении у воздуха есть некоторая плотность, это и есть эфир! Тем не менее, среди его публикаций этого времени таких определённых соображений не высказано Д. В контексте предположений, связанных с поведением сильно разреженного газа инертного — «наилегчайшего химического элемента» в космическом пространстве, Д.
Менделеев опирается на сведения, полученные астрономом А. Белопольским : «Инспектор Главной Палаты мер и весов , обязательно снабдил меня следующими результатами новейших исследований, в том числе и г. А далее он прямо ссылается на эти данные в своих выводах [66] [67]. При всей гипотетической направленности исходных предпосылок этих исследований, основным и наиболее важным результатом в области физики, полученным благодаря им Д.
Менделеевым, явился вывод уравнения идеального газа, содержащего универсальную газовую постоянную. Также очень важным, но несколько преждевременным, было предложенное Д. Менделеевым введение термодинамической шкалы температур. Учёным также было избрано правильное направление для описания свойств реальных газов.
Вириальные разложения , использованные им, соответствуют первым приближениям в известных сейчас уравнениях для реальных газов. В разделе, имеющем отношение к исследованиям газов и жидкостей, Д. Менделеевым сделано 54 работы [11]. Учение о растворах [ править править код ] В 1905 году Д.
Тут моё богатство. Оно не отнято у кого-нибудь, а произведено мною…» Н. На портрете Ярошенко у Менделеева три ноги. Во время позирования Менделеев изменил позу, а Ярошенко забыл[ источник не указан 2889 дней ] закрасить ступню На протяжении всей своей жизни Д.
Менделеева не ослабевал его интерес к «растворной» тематике. Наиболее значительные его исследования в этой области относятся к середине 1860-х, а важнейшие — к 1880-м годам. Тем не менее, публикации учёного показывают, что и в другие периоды своего научного творчества он не прерывал изысканий, способствовавших созданию основы его учения о растворах. Концепция Д.
Менделеева эволюционировала от весьма противоречивых и несовершенных первоначальных представлений о природе этого явления в неразрывной связи с развитием его идей в других направлениях, в первую очередь — с учением о химических соединениях. Менделеев показал, что правильное понимание растворов невозможно без учёта их химизма, отношения их к определённым соединениям отсутствия грани между таковыми и растворами и сложного химического равновесия в растворах — в разработке этих трёх неразрывно связанных аспектов заключается основное его значение. Однако сам Д. Менделеев никогда не называл свои научные положения в области растворов теорией — не сам он, а его оппоненты и последователи так именовали то, что он называл «пониманием» и «представлением», а труды настоящего направления — «попыткой осветить гипотетическим воззрением всю совокупность данных о растворах» — «…до теории растворов ещё далеко»; основное препятствие в её формировании учёный видел «со стороны теории жидкого состояния вещества».
Развивая это направление, Д. Менделеев, поначалу априорно выдвинув идею о температуре, при которой высота мениска будет нулевой, в мае 1860 года провёл серию опытов. При определённой температуре, которую экспериментатор назвал «абсолютной температурой кипения», нагретый в парафиновой ванне в запаянном объёме жидкий хлорид кремния SiCl4 «исчезает», перейдя в пар. В статье, посвящённой исследованию, Д.
Менделеев сообщает, что при абсолютной температуре кипения полный переход жидкости в пар сопровождается уменьшением поверхностного натяжения и теплоты испарения до нуля. Эта работа — первое крупное достижение учёного. Теория растворов электролитов приобрела удовлетворительную направленность, только восприняв идеи Д. Менделеева, когда произошёл синтез гипотезы о существовании ионов в растворах электролитов с менделеевским учением о растворах.
Растворам и гидратам Д.
Несмотря на это, химик полагал, что за каждым редкоземельным элементом должно быть закреплено отдельное место в определенной группе периодической системы. Последним элементом в этом варианте таблицы был уран с атомной массой 240. Менделеев не спешил предсказывать существование элементов тяжелее урана. Он считал, что если они и есть в природе, то их совсем немного.
Так, в таблице после урана идут пять пустых мест, которые соответствуют трансурановым элементам с их вероятными атомными массами. Кроме этого, в таблице присутствуют и другие элементы, которые еще предстояло открыть: два аналога марганца с атомными массами 100 и 190 — будущие технеций и рений, аналоги цезия, бария, лантана и тантала — франций, радий, актиний и протактиний, аналоги теллура и йода — полоний и астат. В восьмом издании «Основ химии», которое вышло в 1906-м, была помещена другая, немного модифицированная таблица. В нее добавили так называемую нулевую группу, включающую новые элементы, открытые в конце XVIII века, — благородные, или инертные, газы. Их Менделеев предсказать не смог, более того, они стали целым испытанием для периодического закона и таблицы.
Дело в том, что от данных элементов не удавалось получить каких-либо соединений, они просто не вступали в химическое взаимодействие с другими веществами. Доходило до того, что некоторые ученые отказывались признавать их элементами. Однако в итоге была выдвинута идея так называемой нулевой группы, что позволило включить данные элементы в таблицу. Кроме них в таблицу попал еще радий — это говорит о том, что Менделеев окончательно признал явление радиоактивности и радиоактивных элементов. Открытие предсказанных элементов Интересна история открытия элементов, существование которых предрекал Менделеев исходя из периодической таблицы.
По сути, относительно скорое их обнаружение и полное совпадение предсказанных свойств с реальными стало дополнительной причиной признания периодического закона, дальнейшего развития таблицы и поиска новых элементов. А началось все, как водится, с подачи Дмитрия Ивановича. Однажды осенью 1875 года, просматривая доклады Парижской академии наук, Менделеев обратил внимание на сообщение французского химика Поля-Эмиля Лекока де Буабодрана об открытии нового элемента, названного галлием в честь Франции, но по ее латинскому названию — Галлия. Интересно то, что символ страны — петух — по-французски пишется lecoq, а на латыни — gallus, поэтому, дав новому элементу имя галлий, Лекок неумышленно увековечил заодно и свою фамилию. Памятник Д.
Менделееву, Санкт-Петербург Открытие галлия — первое подтверждение закономерности, выведенной Менделеевым. Ученый получил новый элемент в очень небольшом количестве меньше 100 мг , и полностью изучить его физические и химические свойства не представлялось возможным. Поэтому неудивительно, что первоначально атомная масса была определена неверно: французский исследователь указал цифру 4,7. По вычислениям Менделеева, у эка-алюминия он должен быть 5,9. Дмитрий Иванович написал французскому ученому о том, что, судя по свойствам открытого элемента, это не что иное, как предсказанный им в 1869- м эка-алюминий.
После более точных исследований удельный вес галлия действительно получился 5,94! Открытие галлия вызвало настоящую сенсацию в научной среде. Фамилии Менделеева и Лекока де Буабодрана в одночасье стали известны буквально всему миру. Ученые всех передовых стран воодушевились возможными успехами, что дало мощный старт дальнейшему поиску остальных предсказанных элементов. Десятки лабораторий Европы подключились к этой работе, не говоря уже о сотнях химиков, жаждущих необыкновенных открытий и славы.
Внешний вид чистого вещества При таком подходе успехи не заставили себя ждать. Уже в 1879 году профессор химии Ларс Фредерик Нильсон из шведского города Упсала открыл новый элемент, полностью соответствующий эка-бору. Он занимался изучением минералов, содержащих редкоземельные металлы, и стремился выделить из них соединения редкоземельных элементов в чистом виде, а затем определить физико-химические свойства и место в периодической системе. В результате Нильсон открыл неизвестное соединение, которое сначала принял за оксид существующего элемента. После более подробных исследований было доказано, что это новый элемент.
Ордена Д.
Однако, работая над вторым выпуском, Менделеев столкнулся с большими затруднениями, связанными с систематизацией и последовательностью изложения материала, описывающего химические элементы. Сначала Дмитрий Иванович хотел сгруппировать все описываемые им элементы по валентностям, но потом выбрал другой метод и объединил их в отдельные группы, исходя из сходства свойств и атомного веса. Размышление над этим вопросом вплотную подвело Менделеева к главному открытию его жизни, которое было названо Периодическая система Менделеева. Менделееву удалось найти связь разных групп элементов между собой, расположив их в порядке возрастания их атомной массы.
Работа осложнялась тем, что многие элементы в то время еще не были открыты, а атомные веса уже известных определены с большими неточностями. Однако, искомая закономерность вскоре была обнаружена. Опубликовав в 1869 году первый вариант своей таблицы, он открыл закон, что «свойства элементов стоят в периодической зависимости от их атомного веса». Это было самое главное в открытии Менделеева, позволявшее связать воедино все казавшиеся до этого разрозненными группы элементов. До конца жизни он продолжал развивать и совершенствовать учение о периодичности.
Менделеев активно занимался экспериментами с газами, конструированием и изготовлением различных физических приборов. Ученый исследовал сжимаемость газов и термический коэффициент их расширения в широком интервале давлений. Научные работы Менделеева составляют лишь небольшую часть его творческого наследия. Наука и промышленность, сельское хозяйство, народное образование, общественные и государственные вопросы, мир искусства — все привлекало его внимание, и везде он «показывал свою могучую индивидуальность». В 1891 году морское и военное министерства поручают Менделееву разработку вопроса о бездымном порохе, и в 1892 году он блестящим образом выполняет эту задачу.
Предложенный им «пироколлодий» оказался превосходным типом бездымного пороха, универсальным и легко приспособляемым к любому огнестрельному оружию. В 1893 году Менделеев был назначен управляющим только что преобразованной Главной палаты мер и весов, и на этом посту оставался до конца своей жизни. Там Менделеев организовал ряд работ по метрологии. В 1899 году ученый совершил поездку на уральские заводы, в результате появилась содержательная монография о состоянии уральской промышленности.
Им стал ледокол «Ермак», спущенный на воду в 1898 году. Менделеев занимался исследованиями морской воды в том числе ее плотности. Материал для изучения ему предоставлял все тот же адмирал Макаров, побывавший в кругосветном путешествии на «Витязе». Открытия Менделеева в географии, связанные с темой покорения Севера, были изложены ученым в более чем 36 напечатанных работах. Метрология Помимо остальных наук, Менделеева интересовала метрология — наука о средствах и методах измерения. Ученый работал над созданием новых способов взвешивания. Как химик он был сторонником химических методов измерения. Открытия Менделеева, список которых пополнялся год от года, были не только научными, но и буквальными — в 1893 году Дмитрий Иванович открыл Главную палату мер и весов России. Также он изобрел собственную конструкцию арретира и коромысла. Пироколлодийный порох В 1890 году Дмитрий Менделеев отправился в длительную заграничную командировку, целью которой было знакомство с иностранными лабораториями по разработке взрывчатых веществ. Ученый занялся данной тематикой с подачи государства. В морском министерстве ему предложили внести свой вклад в развитие русского порохового дела. Инициатором командировки Менделеева был вице-адмирал Николай Чихачев. Менделеев считал, что в отечественном пороходелии больше всего необходимо развивать экономическую и промышленную стороны. Также он настаивал на использовании в производстве исключительно российского сырья. Главным же итогом работы Дмитрия Менделеева в этой сфере стала разработка им в 1892 году нового пироколлодийного пороха, отличавшегося своей бездымностью. Военные специалисты высоко оценили качество этого взрывчатого вещества. Особенностью пироколлодийного пороха был его состав, в который входила подверженная растворимости нитроклетчатка. Готовя к производству новых порох, Менделеев хотел наделить его стабилизированным газообразованием. Для этого при изготовлении взрывчатого вещества были использованы дополнительные реагенты, в том числе всяческие присадки. Экономика На первый взгляд, открытия Менделеева в биологии или метрологии вовсе не связаны с его образом прославленного химика. Однако еще более отдаленными от этой науки были исследования ученого, посвященные экономике. В них Дмитрий Иванович подробно рассматривал направления развития хозяйства своей страны. Еще в 1867 году он вступил в первое отечественное объединение предпринимателей — Общество для содействия русской промышленности и торговли. Менделеев видел будущее экономики в развитии независимых артелей и общин. Этот прогресс подразумевал конкретные реформы.