Дмитрий Иванович Менделеев

Вечером 1 марта 1869 года он набело переписал составленную им таблицу  и под названием «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве» послал ее в типографию, сделав пометки для наборщиков и поставив дату «17 февраля 1869 года» (по старому стилю).

Так был открыт Периодический  закон, современная формулировка которого такова:

«Свойства простых веществ, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядер их атомов»

Менделееву тогда было всего 35 лет.

Отпечатанные листки с таблицей элементов Менделеев  разослал многим отечественным и  зарубежным химикам и только после этого выехал из Петербурга для обследования сыроварен.

До отъезда он еще  успел передать Н. А. Меншуткину, химику-органику и будущему историку химии, рукопись статьи «Соотношение свойств с атомным весом элементов» – для публикации в Журнале Русского химического общества и для сообщения на предстоящем заседании общества.

18 марта 1869 года Меншуткин,  который был в то время делопроизводителем  общества, сделал от имени Менделеева  небольшой доклад о Периодическом  законе. Доклад сначала не привлек  особого внимания химиков, и Президент русского химического общества, академик Николай Зинин (1812-1880) заявил, что Менделеев делает не то, чем следует заниматься настоящему исследователю. Правда, через два года, прочтя статью Дмитрия Ивановича «Естественная система элементов и применение ее к указанию свойств некоторых элементов», Зинин изменил свое мнение и написал Менделееву: «Очень, очень хорошо, премного отличных сближений, даже весело читать, дай Бог Вам удачи в опытном подтверждении Ваших выводов. Искренне Вам преданный и глубоко Вас уважающий Н. Зинин».

Менделееву после открытия Периодического закона предстояло сделать  еще многое. Причина периодического изменения свойств элементов  оставалась неизвестной, не находила объяснения и сама структура Периодической системы, где свойства повторялись через семь элементов у восьмого. Однако с этих чисел был снят первый покров таинственности: во втором и третьем периодах системы находилось тогда как раз по семь элементов.

Не все элементы Менделеев  разместил в порядке возрастания атомных масс; в некоторых случаях он больше руководствовался сходством химических свойств. Так, у кобальта Co атомная масса больше, чем у никеля Ni, у теллура Te она также больше, чем у йода I, но Менделеев разместил их в порядке Co – Ni, Te – I, а не наоборот. Иначе теллур попадал бы в группу галогенов, а йод становился родственником селена Se.

Самое же важное в открытии Периодического закона – предсказание существования еще не открытых химических элементов. Под алюминием Al Менделеев оставил место для его аналога «экаалюминия», под бором B – для «экабора», а под кремнием Si – для «экасилиция». Так назвал Менделеев еще не открытые химические элементы. Он даже дал им символы El, Eb и Es.

По поводу элемента «экасилиция» Менделеев писал: «Мне кажется, наиболее интересным из несомненно недостающих металлов будет тот, который принадлежит к IV группе аналогов углерода, а именно, к III ряду. Это будет металл, следующий тотчас же за кремнием, и потому назовем его экасилицием». Действительно, этот еще не открытый элемент должен был стать своеобразным «замком», связывающим два типичных неметалла – углерод C и кремний Si – с двумя типичными металлами – оловом Sn и свинцом Pb.

Не все зарубежные химики сразу оценили значение открытия Менделеева. Уж очень многое оно меняло в мире сложившихся представлений. Так, немецкий физикохимик Вильгельм Оствальд, будущий лауреат Нобелевской премии, утверждал, что открыт не закон, а принцип классификации «чего-то неопределенного». Немецкий химик Роберт Бунзен, открывший в 1861 году два новых щелочных элемента, рубидий Rb и цезий Cs, писал, что Менделеев увлекает химиков «в надуманный мир чистых абстракций».

Профессор Лейпцигского университета Герман Кольбе в 1870 году назвал открытие Менделеева «спекулятивным». Кольбе отличался грубостью и неприятием новых теоретических воззрений в химии. В частности, он был противником теории строения органических соединений и в свое время резко обрушился на статью Якоба Вант Гоффа «Химия в пространстве». Позднее Вант Гофф за свои исследования стал первым Нобелевским лауреатом. А ведь Кольбе предлагал таких исследователей, как Вант Гофф, «исключить из рядов настоящих ученых и зачислить их в лагерь спиритов»!

С каждым годом Периодический  закон завоевывал все большее  число сторонников, а его открыватель – все большее признание. В лаборатории Менделеева стали появляться высокопоставленные посетители, в том числе даже великий князь Константин Николаевич, управляющий морским ведомством.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2. Триумф.

 

Наконец, пришло время триумфа. В 1875 году французский химик Поль-Эмиль Лекок де Буабодран открыл в минерале вюртците – сульфиде цинка ZnS – предсказанный Менделеевым «экаалюминий» и назвал его в честь своей родины галлием Ga (латинское название Франции – «Галлия»). Он писал: «Я думаю, нет необходимости настаивать на огромном значении подтверждения теоретических выводов господина Менделеева».

Заметим, что в названии элемента есть намек и на имя самого Буабодрана. Латинское слово «галлус» означает петух, а по-французски петух – «ле кок». Это слово есть и в имени первооткрывателя. Что имел в виду Лекок де Буабодран, когда давал название элементу – себя или свою страну – этого, видимо, уже никогда не выяснить.

Менделеев точно предсказал свойства экаалюминия: его атомную  массу, плотность металла, формулу оксида El₂O₃, хлорида ElCl₃, сульфата El₂(SO₄)₃. После открытия галлия эти формулы стали записывать как Ga₂O₃, GaCl₃ и Ga₂(SO₄)₃. Менделеев предугадал, что это будет очень легкоплавкий металл, и действительно, температура плавления галлия оказалась равной 29,8 ^оС. По легкоплавкости галлий уступает только ртути Hg и цезию Cs.

В 1879 году шведский химик Ларс Нильсон  открыл скандий, предсказанный Менделеевым  как экабор Eb. Нильсон писал: «Не остается никакого сомнения, что в скандии открыт экабор… Так подтверждаются нагляднейшим образом соображения русского химика, которые не только дали возможность предсказать существование скандия и галлия, но и предвидеть заранее их важнейшие свойства». Скандий получил название в честь родины Нильсона Скандинавии, а открыл он его в сложном минерале гадолините, имеющем состав Be₂(Y,Sc)₂FeO₂(SiO₄)₂.

В 1886 году профессор Горной академии во Фрейбурге немецкий химик Клеменс  Винклер при анализе редкого  минерала аргиродита состава Ag₈GeS₆ обнаружил еще один элемент, предсказанный Менделеевым. Винклер назвал открытый им элемент германием Ge в честь своей родины, но это почему-то вызвало резкие возражения со стороны некоторых химиков. Они стали обвинять Винклера в национализме, в присвоении открытия, которое сделал Менделеев, уже давший элементу имя «экасилиций» и символ Es. Обескураженный Винклер обратился за советом к самому Дмитрию Ивановичу. Тот объяснил, что именно первооткрыватель нового элемента должен дать ему название.

Предугадать существование группы благородных газов Менделеев не мог, и им поначалу не нашлось места в Периодической системе.

Открытие аргона Ar английскими  учеными У. Рамзаем и Дж. Релеем в 1894 году сразу же вызвало бурные дискуссии и сомнения в Периодическом  законе и Периодической системе элементов. Менделеев вначале посчитал аргон аллотропной модификацией азота и только в 1900 году под давлением непреложных фактов согласился с присутствием в Периодической системе «нулевой» группы химических элементов, которую заняли другие благородные газы, открытые вслед за аргоном. Теперь эта группа известна под номером VIIIА.

В 1905 году Менделеев написал: «По-видимому, периодическому закону будущее не грозит разрушением, а только надстройки и развитие обещает, хотя как русского меня хотели затереть, особенно немцы».

Открытие Периодического закона ускорило развитие химии и открытие новых  химических элементов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 3. Зарубежные поездки и путешествия.

 

3.1. Уральская экспедиция.

 

 

 Говоря о «третьей службе Родине» учёный особо отмечает значение этой экспедиции. В марте 1899 года Д. И. Менделеев в докладной товарищу министра финансов В. Н. Коковцеву даёт рекомендации. Он предлагает передать Военному и Морскому министерству казённые заводы, соответствующие интересам обороны; остальные предприятия такого рода, государственные горные заводы — в частные руки в виде потенциала конкуренции, для снижения цен, а казне, владеющей рудами и лесами — доход. Развитию Урала мешает то, «что там действуют почти нацело одни крупные предприниматели, всё и вся захватившие для себя одних»; в обуздание их — развить «сверх крупных, много мелких предприятий»; ускорить строительство железных дорог.

По поручению министра финансов С. Ю. Витте и директора Департамента промышленности и торговли В. И. Ковалевского, руководство экспедицией доверено Д. И. Менделееву; он обращается к владельцам частных заводов Урала, прося «содействовать изучению положения железного дела».

Несмотря на недомогание, учёный не отказался от поездки. В  экспедиции участвовали: заведующий кафедрой минералогии Петербургского университета профессор П. А. Земятченский, известный специалист по русским железным рудам; помощник начальника научно-технической лаборатории Морского министерства — химик С. П. Вуколов; К. Н. Егоров — сотрудник Главной палаты мер и весов. Последним двум Д. И. Менделеев поручил «осмотр многих уральских заводов и производство полных магнитных измерений» для выявления аномалий, говорящих о наличии железной руды. К. Н. Егорову также поручалось изучение Экибастузского месторождения каменного угля, по мнению Д. И. Менделеева — очень важного для уральской металлургии. Сопровождали экспедицию представитель Министерства госимуществ Н. А. Саларев и секретарь Постоянной совещательной конторы железнозаводчиков В. В. Мамонтов. Личные маршруты участников Уральской экспедиции определялись задачами.

Д. И. Менделеев из Перми следовал по такому маршруту: Кизел — Чусовая — Кушва — гора Благодать — Нижний Тагил — гора Высокая — Екатеринбург — Тюмень, пароходом — в Тобольск. Из Тобольска пароходом — в Тюмень и далее: Екатеринбург — Билимбаево — Екатеринбург — Кыштым. После Кыштыма у Д. И. Менделеева «идёт горлом кровь» — рецидив старого недуга, он задерживается в Златоусте, надеясь отдохнуть и «вновь пуститься на заводы», но улучшения не последовало, и он через Уфу и Самару вернулся в Боблово. Д. И. Менделеев отметил, что ещё в Екатеринбурге получил хорошее представление о состоянии железной промышленности Урала.

В своём отчёте С. Ю. Витте Д. И. Менделеев указывает причины медленного развития металлургии, и меры преодоления того: «Воздействие России на весь запад Сибири и на степной центр Азии может и должно совершаться при посредстве Уральского края». Причину стагнации промышленности Урала Д. И. Менделеев видел в социально-экономической архаике: «…Необходимо с особой настойчивостью закончить все остатки помещичьего отношения, ещё существующего всюду на Урале в виде крестьян, приписанных к заводам». Администрация чинит помехи малым предприятиям, но «истинное развитие промышленности немыслимо без свободного соревнования мелких и средних заводчиков с крупными». Д. И. Менделеев указывает: опекаемые правительством монополисты тормозят подъём края, — «дорогие цены, довольство достигнутым и остановка в развитии». Позже он отметит, что это стоило ему «много труда и неприятностей».

На Урале получила оправдание его идея подземной газификации  угля, выраженная им ещё на Донбассе (1888), и к которой он возвращался  неоднократно («Горючие материалы» — 1893, «Основы фабрично-заводской промышленности» — 1897, «Учение о промышленности» — 1900—1901).

Участие в изучении уральской  железной промышленности — один из важнейших этапов деятельности Менделеева-экономиста. В своём труде «К познанию России» он скажет: «В моей жизни мне пришлось принимать участие в судьбе трёх…дел: нефтяного, каменноугольного и железнорудного». Из Уральской экспедиция учёный привёз бесценный материал, использованный им в дальнейшем в трудах «Учение о промышленности» и «К познанию России».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2. Зарубежные  поездки.

Посещая в отдельные  годы многократно — 32 раза был в Германии, 33 — во Франции, в Швейцарии — 10 раз, 6 раз — в Италии, трижды — в Голландии, и дважды — в Бельгии, в Австро-Венгрии — 8 раз, 11 раз — в Англии, был в Испании, Швеции и США. Регулярно проезжая через Польшу (в то время — часть Российской империи) в Западную Европу, дважды бывал там со специальными визитами.

Вот города в этих странах, которые  в той или иной мере связаны с жизнью и деятельностью Д. И. Менделеева:

• Австро-Венгрия (1864, 1873, 1898, 1900, 1902, 1905): Зальцбург, Линц, Вена, Инсбрук, Гмюнден, Бад-Ишль, Будапешт
• Богемия (Чехия, часть Цислейтании — Австро-Венгрия) (1864, 1900): Прага
• Великобритания (1862, 1884, 1887, 1889, 1890, 1894, 1895, 1896, 1898, 1905): Эдинбург, Манчестер, Оксфорд, Кембридж, Лондон, Вулвич, Куинборо, Дувр
• Германия (1859—1862, 1864, 1867, 1871, 1872, 1874, 1875, 1879, 1894—1898, 1900—1905): Гамбург, Бремен, Ганновер, Брауншвейг, Берлин, Магдебург, Кассель, Кёльн, Лейпциг, Гёрлиц, Ахен, Бонн, Марбург, Эрфурт, Дрезден, Кобленц, Гомбург, Гиссен, Эрфурт, Йена, Висбаден, Франкфурт, Фридрихсгафен, Бинген, Майнц, Вормс, Дармштадт, Шпейер, Мангейм, Гейдельберг, Нюрнберг, Карлсруэ, Баден, Штутгарт, Линдау, Ульм, Аугсбург, Фрайбург, Мюнхен
• Голландия (1862, 1875, 1887) и Бельгия (1862, 1897): Амстердам, Лейден, Делфт, Роттердам, Флиссинген, Остенде, Брюссель
• Испания (1881): Мадрид, Севилья, Толедо
• Италия (1860, 1864, 1879, 1881, 1904): Аоста, Киавенна, Менаджио, Порлецца, Иврея, Арона, Комо, Белладжио, Турин, Новара, Бергамо, Падуя, Брешия, Верона, Милан, Венеция, Генуя, Пиза, Флоренция, Чивитавеккья (Чивита-Веккья), Рим, Альбано, Неаполь, Анакапри, Кастелламаре, Сорренто, Мессина, Палермо, Катания, Каникатти, Кальтаниссетта, Агридженто (Джирженти), Боцен
• Польша (Российская империя) (1900, 1902): Варшава, Бреславль, Краков, Величка