Дмитрий иванович менделеев и его открытие. Биография Д.И

Как пользоваться таблицей Менделеева? Для непосвященного человека читать таблицу Менделеева – всё равно, что для гнома смотреть на древние руны эльфов. А таблица Менделеева может рассказать о мире очень многое.

Помимо того, что сослужит вам службу на экзамене, она еще и просто незаменима при решении огромного количества химических и физических задач. Но как ее читать? К счастью, сегодня этому искусству может научиться каждый. В этой статье расскажем, как понять таблицу Менделеева.

Периодическая система химических элементов (таблица Менделеева) – это классификация химических элементов, которая устанавливает зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра.

История создания Таблицы

Дмитрий Иванович Менделеев был не простым химиком, если кто-то так думает. Это был химик, физик, геолог, метролог, эколог, экономист, нефтяник, воздухоплаватель, приборостроитель и педагог. За свою жизнь ученый успел провести фундаментально много исследований в самых разных областях знаний. Например, широко распространено мнение, что именно Менделеев вычислил идеальную крепость водки – 40 градусов.

Не знаем, как Менделеев относился к водке, но точно известно, что его диссертация на тему «Рассуждение о соединении спирта с водой» не имела к водке никакого отношения и рассматривала концентрации спирта от 70 градусов. При всех заслугах ученого, открытие периодического закона химических элементов – одного их фундаментальных законов природы, принесло ему самую широкую известность.

Существует легенда, согласно которой периодическая система приснилась ученому, после чего ему осталось лишь доработать явившуюся идею. Но, если бы все было так просто.. Данная версия о создании таблицы Менделеева, по-видимому, не более чем легенда. На вопрос о том, как была открыта таблица, сам Дмитрий Иванович отвечал: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово»

В середине девятнадцатого века попытки упорядочить известные химические элементы (известно было 63 элемента) параллельно предпринимались несколькими учеными. Например, в 1862 году Александр Эмиль Шанкуртуа разместил элементы вдоль винтовой линии и отметил циклическое повторение химических свойств.

Химик и музыкант Джон Александр Ньюлендс предложил свой вариант периодической таблицы в 1866 году. Интересен тот факт, что в расположении элементов ученый пытался обнаружить некую мистическую музыкальную гармонию. В числе прочих попыток была и попытка Менделеева, которая увенчалась успехом.

В 1869 году была опубликована первая схема таблицы, а день 1 марта 1869 года считается днем открытия периодического закона. Суть открытия Менделеева состояла в том, что свойства элементов с ростом атомной массы изменяются не монотонно, а периодически.

Первый вариант таблицы содержал всего 63 элемента, но Менделеев предпринял ряд очень нестандартных решений. Так, он догадался оставлять в таблице место для еще неоткрытых элементов, а также изменил атомные массы некоторых элементов. Принципиальная правильность закона, выведенного Менделеевым, подтвердилась очень скоро, после открытия галлия, скандия и германия, существование которых было предсказано ученым.

Современный вид таблицы Менделеева

Ниже приведем саму таблицу

Сегодня для упорядочения элементов вместо атомного веса (атомной массы) используется понятие атомного числа (числа протонов в ядре). В таблице содержится 120 элементов, которые расположены слева направо в порядке возрастания атомного числа (числа протонов)

Столбцы таблицы представляют собой так называемые группы, а строки – периоды. В таблице 18 групп и 8 периодов.

1. Металлические свойства элементов при движении вдоль периода слева направо уменьшаются, а в обратном направлении – увеличиваются.
2. Размеры атомов при перемещении слева направо вдоль периодов уменьшаются.
3. При движении сверху вниз по группе увеличиваются восстановительные металлические свойства.
4. Окислительные и неметаллические свойства при движении вдоль периода слева направо увеличиваются.

Что мы узнаем об элементе по таблице? Для примера, возьмем третий элемент в таблице – литий, и рассмотрим его подробно.

Первым делом мы видим сам символ элемента и его название под ним. В верхнем левом углу находится атомный номер элемента, в порядке которого элемент расположен в таблице. Атомный номер, как уже было сказано, равен числу протонов в ядре. Число положительных протонов, как правило, равно числу отрицательных электронов в атоме (за исключением изотопов).

Атомная масса указана под атомным числом (в данном варианте таблицы). Если округлить атомную массу до ближайшего целого, мы получим так называемое массовое число. Разность массового числа и атомного числа дает количество нейтронов в ядре. Так, число нейтронов в ядре гелия равно двум, а у лития – четырем.

Вот и закончился наш курс "Таблица Менделеева для чайников". В завершение, предлагаем вам посмотреть тематическое видео, и надеемся, что вопрос о том, как пользоваться периодической таблицей Менделеева, стал вам более понятен. Напоминаем, что изучать новый предмет всегда эффективнее не одному, а при помощи опытного наставника. Именно поэтому, никогда не стоит забывать о студенческом сервисе , который с радостью поделится с вами своими знаниями и опытом.

Не потеряйте. Подпишитесь и получите ссылку на статью себе на почту.

Любой, кто ходил в школу, помнит, что одним из обязательных для изучения предметов была химия. Она могла нравиться, а могла и не нравиться – это не важно. И вполне вероятно, что многие знания по этой дисциплине уже забыты и в жизни не применяются. Однако таблицу химических элементов Д. И. Менделеева наверняка помнит каждый. Для многих она так и осталась разноцветной таблицей, где в каждый квадратик вписаны определённые буквы, обозначающие названия химических элементов. Но здесь мы не будем говорить о химии как таковой, и описывать сотни химических реакций и процессов, а расскажем о том, как вообще появилась таблица Менделеева – эта история будет интересна любому человеку, да и вообще всем тем, кто охоч до интересной и полезной информации.

Небольшая предыстория

В далёком 1668 году выдающимся ирландским химиком, физиком и богословом Робертом Бойлем была опубликована книга, в которой было развенчано немало мифов об алхимии, и в которой он рассуждал о необходимости поиска неразложимых химических элементов. Учёный также привёл их список, состоящий всего из 15 элементов, но допускал мысль о том, что могут быть ещё элементы. Это стало отправной точкой не только в поиске новых элементов, но и в их систематизации.

Сто лет спустя французским химиком Антуаном Лавуазье был составлен новый перечень, в который входили уже 35 элементов. 23 из них позже были признаны неразложимыми. Но поиск новых элементов продолжался учёными по всему миру. И главную роль в этом процессе сыграл знаменитый русский химик Дмитрий Иванович Менделеев – он впервые выдвинул гипотезу о том, что между атомной массой элементов и их расположением в системе может быть взаимосвязь.

Благодаря кропотливому труду и сопоставлению химических элементов Менделеев смог обнаружить связь между элементами, в которой они могут быть одним целым, а их свойства являются не чем-то само собой разумеющимся, а представляют собой периодически повторяющееся явление. 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. Затем в том же году публикация Менделеева была напечатана в журнале «Zeitschrift fur Chemie» в Германии, а в 1871 году новую обширную публикацию учёного, посвящённую его открытию, опубликовал другой немецкий журнал «Annalen der Chemie».

Создание периодической таблицы

Основная идея к 1869 году уже была сформирована Менделеевым, причём за довольно короткое время, но оформить её в какую-либо упорядоченную систему, наглядно отображающую, что к чему, он долго не мог. В одном из разговоров со своим соратником А. А. Иностранцевым он даже сказал, что в голове у него уже всё сложилось, но вот привести всё к таблице он не может. После этого, согласно данным биографов Менделеева, он приступил к кропотливой работе над своей таблицей, которая продолжалась трое суток без перерывов на сон. Перебирались всевозможные способы организации элементов в таблицу, а работа была осложнена ещё и тем, что в тот период наука знала ещё не обо всех химических элементах. Но, несмотря на это, таблица всё же была создана, а элементы систематизированы.

Легенда о сне Менделеева

Многие слышали историю, что Д. И. Менделееву его таблица приснилась. Эта версия активно распространялась вышеупомянутым соратником Менделеева А. А. Иностранцевым в качестве забавной истории, которой он развлекал своих студентов. Он говорил, что Дмитрий Иванович лёг спать и во сне отчётливо увидел свою таблицу, в которой все химические элементы были расставлены в нужном порядке. После этого студенты даже шутили, что таким же способом была открыта 40° водка. Но реальные предпосылки для истории со сном всё же были: как уже упоминалось, Менделеев работал над таблицей без сна и отдыха, и Иностранцев однажды застал его уставшим и вымотанным. Днём Менделеев решил немного передохнуть, а некоторое время спустя, резко проснулся, сразу же взял листок бумаги и изобразил на нём уже готовую таблицу. Но сам учёный опровергал всю эту историю со сном, говоря: «Я над ней, может быть, двадцать лет думал, а вы думаете: сидел и вдруг… готово». Так что легенда о сне может быть и очень привлекательна, но создание таблицы стало возможным только благодаря упорному труду.

Дальнейшая работа

В период с 1869 по 1871 годы Менделеев развивал идеи периодичности, к которым склонялось научное сообщество. И одним из важных этапов данного процесса стало понимание того, что любой элемент в системе должно располагать, исходя из совокупности его свойств в сравнении со свойствами остальных элементов. Основываясь на этом, а также опираясь на результаты исследований в изменении стеклообразующих оксидов, химику удалось внести поправки в значения атомных масс некоторых элементов, среди которых были уран, индий, бериллий и другие.

Пустые клетки, остававшиеся в таблице, Менделеев, конечно же, хотел скорее заполнить, и в 1870 году предсказал, что в скором времени будут открыты неизвестные науке химические элементы, атомные массы и свойства которых он сумел вычислить. Первыми из них стали галлий (открыт в 1875 году), скандий (открыт в 1879 году) и германий (открыт в 1885 году). Затем прогнозы продолжили реализовываться, и были открыты ещё восемь новых элементов, среди которых: полоний (1898 год), рений (1925 год), технеций (1937 год), франций (1939 год) и астат (1942-1943 годы). Кстати, в 1900 году Д. И. Менделеев и шотландский химик Уильям Рамзай пришли к мнению, что в таблицу должны быть включены и элементы нулевой группы – до 1962 года они назывались инертными, а после – благородными газами.

Организация периодической системы

Химические элементы в таблице Д. И. Менделеева расположены по рядам, в соответствии с возрастанием их массы, а длина рядов подобрана так, чтобы находящиеся в них элементы имели схожие свойства. Например, благородные газы, такие как радон, ксенон, криптон, аргон, неон и гелий с трудом вступают в реакции с другими элементами, а также имеют низкую химическую активность, из-за чего расположены в крайнем правом столбце. А элементы левого столбца (калий, натрий, литий и т.д.) отлично реагируют с прочими элементами, а сами реакции носят взрывной характер. Говоря проще, внутри каждого столбца элементы имеют подобные свойства, варьирующиеся при переходе от одного столбца к другому. Все элементы, вплоть до №92 встречаются в природе, а с №93 начинаются искусственные элементы, которые могут быть созданы лишь в лабораторных условиях.

В своём первоначальном варианте периодическая система понималась только как отражение существующего в природе порядка, и никаких объяснений, почему всё должно обстоять именно так, не было. И лишь когда появилась квантовая механика, истинный смысл порядка элементов в таблице стал понятен.

Уроки творческого процесса

Говоря о том, какие уроки творческого процесса можно извлечь из всей истории создания периодической таблицы Д. И. Менделеева, можно привести в пример идеи английского исследователя в области творческого мышления Грэма Уоллеса и французского учёного Анри Пуанкаре. Приведём их вкратце.

Согласно исследованиям Пуанкаре (1908 год) и Грэма Уоллеса (1926 год), существует четыре основных стадии творческого мышления:

• Подготовка – этап формулирования основной задачи и первые попытки её решения;
• Инкубация – этап, во время которого происходит временное отвлечение от процесса, но работа над поиском решения задачи ведётся на подсознательном уровне;
• Озарение – этап, на котором находится интуитивное решение. Причём, найтись это решение может в абсолютно не имеющей к задаче ситуации;
• Проверка – этап испытаний и реализации решения, на котором происходит проверка этого решения и его возможное дальнейшее развитие.

Как мы видим, в процессе создания своей таблицы Менделеев интуитивно следовал именно этим четырём этапам. Насколько это эффективно, можно судить по результатам, т.е. по тому, что таблица была создана. А учитывая, что её создание стало огромным шагом вперёд не только для химической науки, но и для всего человечества, приведённые выше четыре этапа могут быть применимы как к реализации небольших проектов, так и к осуществлению глобальных замыслов. Главное помнить, что ни одно открытие, ни одно решение задачи не могут быть найдены сами по себе, как бы ни хотели мы увидеть их во сне и сколько бы ни спали. Чтобы что-то получилось, не важно, создание это таблицы химических элементов или разработка нового маркетинг-плана, нужно обладать определёнными знаниями и навыками, а также умело использовать свои потенциал и упорно работать.

Мы желаем вам успехов в ваших начинаниях и успешной реализации задуманного!

Полтора века прошло со времени открытия периодического закона химических элементов, но до сих пор так до конца и не понято глубочайшее содержание знаменитой таблицы Менделеева. Почему?

Мальчик из Тобольска

Дмитрий Иванович Менделеев родился 27 января (8 февраля) 1834 года в Тобольске, в семье директора гимназии и попечителя народных училищ И.П. Менделеева. Осенью 1841-го поступил в гимназию с условием, что в первом классе он останется на два года – пока не исполнится восемь. Через шесть лет умер отец, а два года спустя Дмитрий окончил гимназию, и мать, мечтающая о поступлении талантливого мальчика в университет, распродав имущество, вместе с детьми отправилась в Санкт-Петербург.

В 1850 году Менделеев-младший был зачислен студентом в Главный педагогический институт на физико-математический факультет. После его окончания уехал в Одессу. Работал там преподавателем математики, физики и естественных наук, а в начале 1857-го (в 23 года) стал приват-доцентом Петербургского университета. Докторскую диссертацию защитил в январе 1865-го и был утверждён профессором кафедры технической химии.

О пользе бессонницы

Принято считать, что свою периодическую таблицу Менделеев увидел во сне, ему оставалось лишь записать её и обосновать. Это такой же миф, как и пресловутое яблоко Ньютона. Сам Менделеев сновидения не отрицал, но рассказывал-то он, что увидел таблицу после того, как не спал несколько ночей подряд, пытаясь изложить на бумаге уже сформировавшиеся в его голове представления! Он говорил своему другу философу И.И. Лапшину, посетившему его незадолго до открытия: «Всё в голове сложилось, а выразить таблицей не могу».

Получается, что Менделеев работал три дня и три ночи, не ложась спать. Доведя себя до крайней степени нервного истощения, как сейчас говорят, «отключился» и… «Вижу во сне таблицу, где элементы расставлены как нужно. Проснулся, тотчас записал на клочке бумаги. И только впоследствии оказалась нужной в одном месте поправка».

Три дня и три ночи? Скорее всего, и это художественная метафора. Согласно воспоминаниям помощницы и ученицы Дмитрия Ивановича О.Э. Озаровской, сам Менделеев на вопрос, как же он всё-таки открыл периодическую систему, ответил: «Я над ней, может быть, двадцать лет размышлял, а вы думаете: сидел и... вдруг готово».

Конечно же, открытию Менделеева предшествовала огромная работа, основанная на сочетании знаний физической стороны исследуемого явления, математической интуиции и философского осмысления. Учёный тщательно изучил описание свойств известных элементов и их соединений, после этого сделал картонные карточки и на каждую нанёс название элемента, его атомный вес, формулы соединений и основные свойства. Потом очень долго раскладывал эти карточки, как пасьянс, пытаясь систематизировать химические элементы, расставив их в логическом порядке. Постепенно понял, что с изменением атомного веса меняются и свойства элементов. К февралю 1869 года концепция уже была в голове учёного, оставалось лишь сделать финальное усилие. И оно было сделано его подсознанием.

17 февраля (1 марта) 1869 года Менделеев отправил в типографию рукопись, в которой был изложен его «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве». Уже через две недели он представил в Русское химическое общество статью «Соотношение свойств с атомным весом элементов». Сообщение о его открытии было сделано редактором «Журнала Русского химического общества» профессором Н.А. Меншуткиным. Сам Дмитрий Иванович на этом заседании не присутствовал, так как находился в командировке в Тверской губернии.

Менделеев составил несколько вариантов периодической системы и на её основе исправил атомные веса некоторых известных элементов. С этого момента все другие проблемы отошли для него на задний план. Распределение элементов в составленной им таблице казалось ему несовершенным. Каждый раз что-то стояло не на своём месте. Закончилось всё тем, что Менделеев предсказал существование нескольких до того неизвестных элементов. Более того, он подробно описал свойства трёх из них, назвав их экабором, экаалюминием и экакремнием, или экасилицием («эка» на санскрите означает «первый», так что экаалюминий означает «первый аналог алюминия»).

Так на свет появилась фундаментальная схема, которой до сих пор пользуются и школьники, и учёные во всём мире.

Юлиус-Лотан фон Мейер

Справедливости ради необходимо отметить, что у таблицы был ещё один «автор» – Юлиус-Лотар фон Мейер, доктор медицины, занимавшийся вопросами теоретической и физической химии.

Родился Юлиус-Лотар 19 августа 1830 года в семье врача в маленьком городке Фарель, что в провинции Ольденбург. Из-за слабого здоровья среднюю школу он смог закончить только к двадцати одному году. Потом пошёл по стопам отца – в 1854 году окончил Вюрцбургский университет, получив степень доктора медицины. Затем изучал естественные науки и через четыре года стал доктором философии. Работал профессором в университетах Эбесвальде, Карлсруэ, в Тюбингенском университете. В 1888-м стал членом-корреспондентом Берлинской академии наук.

Работая в Гейдельберге, Мейер поддерживал научные контакты с химиками-органиками Августом Кекуле и Фридрихом Бейльштейном, и это побудило его серьёзно заняться химией. Ещё в 1859 году Мейер защитил как диссертацию на право чтения лекций историко-критическую работу «Химические теории от Бертолле до Берцелиуса». А спустя год он, как и Менделеев, принял участие в Международном конгрессе химиков в Карлсруэ, на котором обсуждались определения основных понятий химии и, в частности, было решено чётко разграничить понятия «атом», «молекула» и «эквивалент». В результате была в основном решена проблема атомных масс, что открыло дорогу для систематизации химических элементов и создания периодического закона.

Сергей Нечаев

Продолжение читайте в ноябрьском номере (№11, 2014) журнала «Чудеса и приключения»

Весною 1861 г. Дмитрий Иванович вернулся в Петербург. Еще на чужбине дошли до него известия о том, что крестьянская реформа совершилась. Так называемое "освобождение крестьян" было возвещено манифестом 19 февраля и таким образом дело, многие годы подготовлявшееся в комиссиях, вызывавшее вокруг себя ожесточенную борьбу, заинтересованных сторон - крестьянства, бунтовавшего во всех углах России, дворянского помещичьего класса, видевшего в крепостном праве экономический оплот своего существования, растущего торгово-промышленного, нуждавшегося в "свободном" рынке рабочих рук, и потому домогавшегося юридической свободы крестьянина, - дело это, казалось, получало наконец свое разрешение. Весь этот общественный подъем был так необычен для России, что Дмитрий Иванович не узнавал родину. Оставил он страну, еще не стряхнувшую с себя николаевской реакции, а вернулся в общество людей, чутко живущих общественными интересами, прислушивающихся к развитию общественной и научной жизни Запада. Дмитрий Иванович сразу же с жаром взялся за прерванные на два года занятия в университете. Опять он занял оставленную им кафедру органической химии. Кроме университета Дмитрий Иванович взялся за преподавание химии в кадетском корпусе и чтение лекций в Инженерном училище и Институте путей сообщения. Настроение либеральных слоев русского общества передавалось и ему, он, как и все, стремился работать, работать и работать. Под таким лозунгом начинались в России 60-е годы, так вместе со страной жил Менделеев. В процессе преподавания он столкнулся с отсутствием мало-мальски стройного учебника органической химии, учитывавшего последние открытия в области этой науки. Это навело Дмитрия Ивановича на мысль написать собственный учебник "Органической химии" .
"Книга эта разделена на немногие главы, предназначенные для развития того или другого химического понятия из материалов, в ней приведенных, и вообще должна была служить для предварительного ознакомления с предметом лекций". В этой книге автор сумел: "в частностях не забывать общего, в погоне за фактами не игнорировать идей, их одухотворяющих, не лишать науки о природе их философского значения". В основу изложения Дмитрий Иванович прежде всего кладет стройно и последовательно развитое им ученье о пределах, и около этого основного принципа группирует и объединяет весь, и тогда уже бывший весьма обширным, фактический материал органической химии.
"Органическая химия" Менделеева вызвала в среде химиков разногласия , не все были согласны с методом, примененным Дмитрием Ивановичем при ее написании. Кроме развития учения о пределах, он пытался противостоять тому течению в органической химии, которое привело впоследствии к возникновению нового отдела науки, называемого теперь "стереохимией" или "учением о пространственном распределении атомов при образовании ими частиц химических соединений". Все же книга Менделеева была настолько значительным явлением, что удостоилась большой демидовской премии. В том же 1861 г. попутно с учебником появилась его статья: "О пределах органических соединений". Но всякую исследовательскую работу очень тормозило отсутствие хорошей лаборатории при университете. С возвращением в Петербург опять началась для Дмитрия Ивановна напряженная деятельность, вне которой он не чувствовал себя живущим. Одним из наиболее интересующих его дел было готовящееся изменение университетского устава. Новый устав был опубликован в 1863 г. и занятия начались регулярно. Физико-математический факультет Петербургского университета избрал Дмитрия Ивановича экстраординарным профессором по кафедре технологии. Менделеев, несмотря на свои молодые годы (ему было к 1863 г. 29 лет), считался в научных кругах серьезным авторитетом не только в чистой химии, но и в технологии. Ему было поручено редактирование "Технологии по Вагнеру" , кроме того он уже опубликовал несколько своих статей по технологии, из которых особенно интересна "Оптическая сахарометрия". Мнение ученых мало заботило правительство: министерство народного просвещения не утвердило избрания Дмитрия Ивановича, формально объяснив это тем, что он не имеет степени магистра технологии. Тем не менее Дмитрий Иванович продолжал свои работы по технологии, не мысля науки без практического применения ее к делу. "Выросши около стеклянного завода, - писал впоследствии Менделеев, - который вела моя мать, тем содержавшая детей, оставшихся на ее руках, сызмала пригляделся я к заводскому делу и привык понимать, что оно относится к числу народных кормильцев, даже при Сибирском просторе, поэтому отдавшись такой отвлеченной и реальной науке, как химия, я смолоду интересовался фабрично-заводскими предприятиями..." Заинтересовавшись вопросом происхождения нефти и ее разработки в России, Дмитрий Иванович предпринял в 1863 г. путешествие на бакинские нефтяные промыслы. Приходится говорить "путешествие", потому что добраться до Баку не значило тогда сесть на поезд в Петербурге и сойти с него в Баку. Железная дорога туда не доходила, порядочных шоссейных дорог тоже не было.

Бездорожье тормозило развитие нефтяной промышленности в России. В нефтяном деле господствовала система откупов, которая вела к совершенно хищнической разработке. Из-за отсутствия хороших дорог и больших нефтехранилищ зря пропадала масса нефти. Обрабатывающей промышленности почти не существовало, нефть употреблялась только как топливо. В результате осмотра бакинских промыслов Дмитрий Иванович рекомендовал известному нефтепромышленнику Кокореву наиболее радикальные в тех условиях меры к развитию дела - проведение гигантского нефтепровода из Баку к Черному морю и постройку судов с резервуарами для налива нефти. Эта поездка в Баку, была первой реализацией того интереса к нефтяной промышленности, который не оставлял Дмитрия Ивановича всю его жизнь. Работы Дмитрия Ивановича по технологии настолько выделяли его среди других доцентов университета и научный вес его как химика настолько возрастал, что С.-Петербургский технологический институт, обойдя рогатки, ставившиеся министерством народного просвещения, пригласил Менделеева в 1864 г. на профессорскую кафедру. Преподавая в институте, Дмитрий Иванович усиленно готовился к диссертации на степень доктора химии. Эта диссертация "О соединении спирта с водой", прочитанная им в 1865 г., представляет собою очень значительное явление в химии растворов.

"Дмитрий Иванович с самого начала примкнул к числу сторонников теории растворов, известной в науке под именем гидратной или химической. В самой общей форме сущность этой теории, возникшей очень давно, и еще в XVIII веке имевшей большое число защитников среди самых выдающихся химиков того времени, заключается в том, что растворенное тело образует с растворителем не простую однородную смесь, а вступает с ним в химическое взаимодействие. Когда был установлен закон постоянных пропорций, которым растворы явно не подчинялись, то следуя мысли Бертолле, но подвергая ее соответствующему ограничению, стали смотреть на растворы, как на особый вид химических соединений, как на соединения неопределенные. Сторонников такого взгляда было особенно много в течение первой половины XIX века. К этому взгляду, правда, с некоторыми оговорками, примыкал одно время и Менделеев. Однако уже в своей докторской диссертации он пишет: "Есть поводы думать, что основной закон паев, проявляющийся не только в моменте образования новых определенных соединений, но имеющий свое значение и для состояния химического равновесия, что этот закон принимает участие и в образовании даже таких характерных неопределенных соединений, как растворы. Одним из главных поводов к тому служит давно высказанное мнение, что при образовании растворов наибольшее изменение в свойствах происходит при пайном отношении между количествами веществ, составляющих раствор". Такое совпадение между пайными отношениями и максимумом сжатия Дмитрий Иванович и нашел для системы спирт - вода" . Блестяще завершенная диссертация, дала возможность Дмитрию Ивановичу вернуться в университет и уже не доцентом, а экстраординарным профессором технической химии. В конце же 1865 года он был утвержден ординарным профессором по той же кафедре. Немного ранее Дмитрий Иванович купил небольшое имение. Купил он его пополам с профессором Технологического института Ильиным, заплатив за свою часть 8 000 рублей, которые выплатил постепенно, частью из гонораров за ученые труды, частью из профессорского жалования. Именье принадлежало раньше князю Дадьяни, разорившемуся после уничтожения крепостной зависимости. Сначала именье перешло в казну, затем к какому-то частному лицу. У него и купили Дмитрий Иванович с Ильиным Боблово.

Имение в Боблово

Россия XIX века не только в химии выдвинула на мировую сцену ряд имен. Плеяда молодых ученых в какие-нибудь двадцать-тридцать лет подняла русскую науку на уровень европейской. Струве - в астрономии, Пирогов - в медицине, Лобачевский - в математике, Сеченов - в физиологии - все эти имена стали известны и ценны всему миру. И среди них неповторимо выделяется кряжистая фигура сибиряка Менделеева. С течением времени Дмитрий Иванович все больше сживался с университетом. Этому способствовали и бытовые обстоятельства: вместе с кафедрой Дмитрий Иванович получил просторную профессорскую квартиру при университете. Благодаря этому он имел возможность быть ближе и к лаборатории, необходимой ему в работе.
Как впервые, преподавая органическую химию, двадцатилетний доцент Менделеев столкнулся с отсутствием учебного пособия, так и теперь, зрелый профессор, по этой же причине задумал написание курса общей химии. "Основы химии" - таково было название задуманного труда, ставшего эпохой не только в творческой судьбе Д. И. Менделеева, но и в истории развития химии.

Результат педагогического опыта, курс читанных им лекций был положен Дмитрием Ивановичем в основание затеянного труда. Но, приводя в порядок лекционные записки, систематизируя материал, уточняя свое понимание химических явлений, он придвинулся вплотную к работе, итогом которой было создание периодического закона. В предисловии к одному из изданий "Основ химии" Дмитрии Иванович объясняет, исходя из какой мысли найден был им и упорно защищаем периодический закон: "Посвятив свои силы изучению вещества, я вижу в нем два таких признака: массу, занимающую пространство и проявляющуюся в протяжении, а яснее и реальнее всего в весе, и индивидуальность, выраженную в химических превращениях, а яснее всего формулированную в представлении о химических элементах. Когда думаешь о веществе, помимо всякого представления о материальных атомах, нельзя для меня избежать двух вопросов. сколько и какого дано вещества, чему соответствуют понятия - массы и химических элементов. История же науки, касающейся вещества, т. е. химии, приводит волей или неволей к требованию признания не только вечности массы вещества, но и вечности химических элементов. Поэтому невольно зарождается мысль о том, что между массою и химическими элементами необходимо должна быть связь, а так как масса вещества, хотя и не абсолютная, а лишь относительная, выражается окончательно в виде атомов, то надо искать функционального соответствия между индивидуальными свойствами элементов и их атомными весами. Искать же чего-либо, хотя бы грибов, или какую-либо зависимость, нельзя иначе, как смотря и пробуя. Вот я и стал подбирать, написав на отдельных карточках элементы с их атомными весами и коренными свойствами, сходные элементы и низкие атомные веса, что быстро и привело к тому заключению, что свойства элементов стоят в периодической зависимости от их атомного веса, причем, сомневаясь во многих неясностях, я ни минуту не сомневался в общности сделанного вывода, так как случайности допустить было невозможно" . О свойствах же элементов Дмитрий Иванович говорит так: "У элементов есть точное, измеримое и никакому сомнению не подлежащее то свойство, которое выражается в их атомном весе. Величина его показывает относительную массу атома, или, если избежать понятия об атоме, величина его показывает отношение между массами, составляющими химические самостоятельные индивидуумы или элементы. А по смыслу всех точных сведений об явлениях природы масса вещества есть именно такое свойство его, от которого должны находиться в зависимости все остальные свойства, потому что все они определяются подобными же условиями или такими же силами, какие действуют в весе тела, он же прямо пропорционален массе вещества. Поэтому ближе или естественнее всего искать зависимости между свойствами элементов, с одной стороны, и атомными их весами - с другой". Таким образом "сущность понятий, вызывающих периодический закон, кроется в общем физико-химическом начале соответствия, превращаемости и эквивалентности сил природы. От массы вещества находятся в прямой зависимости тяготение, притяжение на близких расстояниях и много иных явлений. Нельзя же думать, что химические силы не зависят от массы. Зависимость оказывается потому, что свойства простых и сложных тел определяются массами атомов их образующих". В истории химии незабываемыми останутся дни 6 марта 1869 г. и 3 декабря 1870 г. В первый из них делопроизводитель Русского физико-химического общества профессор Н. А, Меншуткин за отсутствием Дмитрия Ивановича Менделеева сделал доклад: "Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сродстве". На самом деле пока еще это был только опыт. Система не претендовала на законченность. Была только идея значительная, большая, но пока еще недостаточно разработанная. Это был скорее еще один вклад в классификацию элементов, чем закон. Первый опыт Дмитрия Ивановича страдал многими недостатками прежних исследований и тем не менее там уже было то общее, из чего можно было исходить в дальнейшем: "все свойства элементов и их соединений изменяются в зависимости от изменений их атомных весов". В процессе дальнейшей работы Дмитрий Иванович выяснил, что свойства изменяются не так как атомные веса, т. е. не возрастают непрерывно от первого элемента к последнему, а после некоторого возрастания вновь убывают. Такое колебание появляется равномерно, периодически среди элементов, расположенных по порядку их атомного веса. На основании этого выведен Дмитрием Ивановичем периодический закон. Сформулировал он его 3 декабря 1870 г. окончательно так: "Свойства простых тел, так же формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов".
"Указав на периодичность в изменениях свойств элементов, Д. И. Менделеев придал им и соответствующее расположение: он разместил их в горизонтальные ряды по величине атомного веса и при этом элементы, в которых свойства повторяются, подписал под теми, к которым они все ближе подходят, так что образовались кроме горизонтальных рядов еще вертикальные группы, заключающие ближайшие по сходству в свойствах аналогии. От такого расположения и получилась так называемая периодическая система химических элементов". В окончательно установленной периодической системе оказалось несколько незанятых мест. Объяснялось это тем, что не все элементы были известны науке. Дмитрий Иванович, указывая на эти пробелы в системе, предсказал существование трех из них и теоретически вывел все их свойства, полагая, что они средние между ближайшими элементами. Неизвестные элементы были им названы: эка-бором, эка-алюминием, эка-силицием. Несмотря на то, что в науке открытие Менделеева было оценено как мировое, многие иностранные ученые не обратили на него должного внимания, а в Германии открытие это даже приписали известному немецкому химику Лотару Мейеру, а отнюдь не Менделееву. В 1867 г. появилась книга Мейера "Die modern Teorien der Chemie", представлявшая собой изложение работ других авторов: в книге приведена таблица из 28 элементов, также заимствованная из других авторов, а не составленная Мейером. В 1870 г. появился его труд, помеченный декабрем 1869 г. "Природа химических элементов как функция их атомных весов". О Менделееве он там говорит: "Недавно Менделеев показал, что подобная система получается, если надписать без произвольного выбора атомные веса по порядку, эту цепь разложить на отделы и их в неизменном порядке приставить друг к другу. Нижеследующая таблица по основной мысли идентична с таблицей, данной Менделеевым". И все же, несмотря на собственное признание Мейером научного приоритета Менделеева в создании окончательной системы элементов и несмотря на то, что основные положения Мейера гораздо ограниченнее менделеевских, долгое время германская наука, а за ней и европейская считали творцом "Периодического закона" Мейера. И только после открытия предсказанных Дмитрием Ивановичем элементов (это предсказание в свое время Мейер осмеял) слава творца "Периодического закона" всецело стала принадлежать Менделееву. Бескорыстие было одним из качеств Дмитрия Ивановича: его очень мало смущала история с Мейером. Для него было главным обогатить науку открытием и совершенно не важно, кто будет пожинать славу этого открытия. Такое бескорыстие он проявлял уже не в первый раз - так, изобретенный им в молодости пикнометр только в России носил его имя. В среде русских ученых признание открытия Менделеева было более дружным, но и там не обошлось без интриги, значительно задержавшей признание Запада. Дмитрий Иванович поручил первый перевод изложения своей системы на немецкий язык петербургскому профессору химии Бейльштейну. Тот перепоручил перевод своему лаборанту Ферману, который и исполнил его с понятной каждому в данном случае особой тщательностью, "Между тем, помещенный в немецкой печати текст положений Дмитрия Ивановича оказался не соответствующим точному смыслу оригинальных положений Дмитрия Ивановича Менделеева. При этом А. А. Ферман сообщил еще одну очень любопытную подробность: Бейльштейн, получив от него перевод, сам от себя послал его за границу и адресовал как раз Лотару Мейеру с поручением поместить в журнал". Все это походило если не на прямую интригу, то на большую небрежность и неряшливость в отношении к автору. Одновременно с работой над созданием "Периодического закона" Дмитрий Иванович без устали работал над огромным трудом - "Основами химии". Этот труд появился в первом издании в 1869 г. Его одного было достаточно, чтобы широко прославить и обессмертить имя своего создателя. "Основы химии" - прежде всего университетский курс для студентов физико-математического факультета. Текст там напечатан крупным и мелким шрифтами. Крупным - основное, мелким - примечания. Основные - законы, выводы, научные положения, примечания - комментарии к ним, содержащие в себе ценнейшие сведения. Такое построение книги, объясняется заботой большого педагога, не желающего загромождать в умах молодежи основной смысл науки. В предисловии он писал об этом: "Знание выводов без сведения о способах их достижения может легко вести к заблуждению не только в философской, но и в практической стороне наук, потому что тогда неизбежно необходимо придавать абсолютное значение тому, что нередко относительно и временно". Но вот оценка "Основ химии", даваемая другим ученым: "Основы химии" создались на фундаменте первого цикла лекций, прочитанных Дмитрием Ивановичем до 1869 г. Каждое последующее издание книги он перерабатывал чуть ли не заново, вкладывая весь накоплявшийся педагогический опыт. Всю жизнь возвращался он к этой работе, не терявшей от времени своего значения. Неоднократные переводы на иностранные языки расширили ее успех далеко за пределами России. Для русской же науки она явилась научным трудом, на котором воспитывались многочисленные поколения студентов-химиков. Переиздание ее в наши дни доказывает, что и до сих пор развитие науки не зачеркнуло значение менделеевских "Основ химии". Ни растущая слава, ни интриги вокруг открытия периодического закона не выбивали Дмитрия Ивановича из рабочей колеи. Попутно с научными трудами и чтением курса в университете он принимает новую нагрузку - чтение лекций на Высших женских курсах. То было время, когда для значительной части русского образованного общества представления о студентках и нигилистках еще сливались в общий непривлекательный образ "синего чулка". Даже культурнейший слой общества - профессура, зачастую высказывались против женского образования. Быть может память об энергичных сибирячках, о собственной матери, никогда не позволяла Дмитрию Ивановичу присоединяться в этом вопросе к лагерю консерваторов. С первых же шагов молодого дела - женского образования - он становится сам деятелем, осуществляющим создание Владимирских женских курсов. Никакие соображения о занятости не заставили его уклониться от новой кафедры.

Генеральная Ассамблея ООН объявила 2019 год Международным годом Периодической таблицы химических элементов. Связано это с тем, что в наступившем году отмечается 150-летие её первой версии, созданной выдающимся российским химиком Д. И. Менделеевым (1834–1907). Он отправил свою таблицу в печать 17 февраля 1869 года и практически одновременно разослал её своим коллегам в России и за рубежом.

В связи с принятым ООН решением нередко возникает вопрос о том, насколько актуально сегодня обсуждать события, связанные с открытием Менделеева. В мире считают, что это величайшее открытие по-прежнему способствует развитию многих наук. Исследователи и сейчас ищут ответ на многие природные загадки, используя Периодическую таблицу. Кроме того, изучая материалы, связанные с её созданием, видишь порой абсолютно нелинейный процесс того, как делается наука. Именно это в значительной степени является целью рассказа о самой таблице, времени, в которое она создавалась, и её авторе.

Дмитрий Иванович Менделеев родился в семье директора Тобольской гимназии Ивана Павловича Менделеева и Марии Дмитриевны Корнильевой, дочери небогатого сибирского помещика, 27 января (8 февраля) 1834 года. В семье он был семнадцатым ребёнком. В детстве Дмитрий Иванович не отличался особым прилежанием в учёбе. В гимназии у него были весьма скромные оценки по латинскому языку и Закону Божьему. Охотно он занимался только математикой и физикой. Его отец скончался, когда Дмитрию было 10 лет. Матери его достался небольшой стекольный завод, которым она управляла в период учёбы сына в гимназии. В 1849 году, когда Дмитрий оканчивал гимназию, завод сгорел, и семья переехала сначала в Москву, а потом в Петербург.

Менделееву не сразу удалось продолжить образование, но всё же в 1850 году он был принят на отделение естественных наук физико-математического факультета Главного педагогического института Петербурга. Впрочем, и здесь продолжились проблемы с учёбой. На первом курсе он умудрился провалить все предметы, кроме математики. Перелом произошёл в конце обучения. В 1855 году за отличный аттестат Менделеев получил золотую медаль, а заодно и направление на должность старшего преподавателя гимназии в южный город - Симферополь. Здесь он познакомился с Николаем Ивановичем Пироговым, русским хирургом, естествоиспытателем и педагогом, профессором, основоположником военно-полевой хирургии. Однако вскоре из-за начавшейся Крымской войны перевёлся в Одессу, где работал учителем в Ришельевском лицее.

В 1856 году Менделеев возвратился в Петербург и в университете защитил диссертацию на степень магистра химии. Там же он начал работать и читать курс органической химии. В 1864-м Менделеев был избран профессором химии Петербургского технологического института, а годом позже, в 1865-м, защитил докторскую диссертацию. Через два года он уже возглавил кафедру неорганической химии Петербургского университета.

Сохранились сведения, что учителем литературы Дмитрия Ивановича в Тобольской гимназии был известный впоследствии поэт Пётр Павлович Ершов, автор знаменитого «Конька-Горбунка». Весной 1862 года в Петербурге падчерица Ершова, Феозва Лещева, которая была старше Менделеева на шесть лет, стала его первой женой. Но отношения между супругами не складывались, и этот брак в 1881 году завершился разводом. Вторая жена, Анна Ивановна Попова, была моложе своего супруга на 26 лет. Она училась в консерватории по классу фортепиано, посещала школу рисования в Санкт-Петербурге. С 1876 по 1880 год Анна училась в Академии художеств. Опуская многие подробности этого романа, упомяну лишь, что Менделеев по крайней мере два раза прерывал свою работу в университете и ездил к ней в Италию. В 1881 году, давая согласие на развод, церковь тем не менее наложила на Менделеева шестилетнее покаяние; в течение этого срока он не мог венчаться вновь. Однако в апреле 1882 года, вопреки этому решению, священник Адмиралтейской церкви по фамилии Куткевич за десять тысяч рублей обвенчал Менделеева и Попову. За нарушение запрета Куткевич был лишён духовного звания.

От двух браков родилось семеро детей. Одна из его дочерей, старшая от второго брака, Любовь Менделеева, стала женой великого поэта Серебряного века Александра Блока.

В Петербургском университете Дмитрий Иванович Менделеев работал вплоть до 1890 года, и именно с этим периодом связано самое важное его открытие - создание Периодической таблицы химических элементов. Готовя лекционный курс под названием «Основы химии», Менделеев заметил определённую периодичность в свойствах химических элементов. Эта закономерность особенно ярко проявилась, когда он расположил элементы в соответствии с их атомными массами, даже несмотря на то что некоторые эти значения нуждались в корректировке. Кроме того, именно на основе этого подхода стало обоснованным предсказание некоторых, тогда ещё неизвестных, химических элементов.

История не даёт однозначного ответа на ряд вопросов, связанных с окончанием работы над первой версией Периодической таблицы. Известно, что в понедельник, 17 февраля 1869 года, Менделеев завершил разработку рукописной версии таблицы «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве». Необходимая дополнительная информация содержалась в статье, которая была написана в последней декаде февраля и опубликована также в 1869 году в «Журнале Русского химического общества».

С самого начала Менделеев отчётливо сознавал, что для его открытия необходимо международное признание. Поэтому ещё в феврале он разослал свою таблицу западноевропейским коллегам. Кроме того, 6 (18) марта 1869 года знаменитый доклад Менделеева с тем же названием, что и статья, был прочитан первым редактором журнала РХО профессором Николаем Александровичем Меншуткиным на заседании Русского химического общества. Вот как об этом писал Дмитрий Иванович в 1905 году: «В начале 1869 г. я разослал многим химикам на отдельном листке „Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве“, а в мартовском заседании 1869 г. сообщил Русскому химическому обществу „О соотношении свойств с атомным весом элементов“».

В этой фразе не уточняется, почему сам автор не выступил со своим докладом. По некоторым сведениям, ещё 17 февраля он должен был отправиться в поездку для обследования артельных сыроварен в Тверской губернии. Отъезд не состоялся потому, что этот день стал днём «открытия Периодического закона», и поездку перенесли на начало марта. Менделеев предполагал попутно заехать в свою усадьбу Боблово, где в это время шла работа по реконструкции его дома. В других записях того времени отмечается, что доклад был прочитан лично Д. И. Менделеевым. Но все эти детали отступают на второй план по сравнению с самой завершённой работой.

Развитием учения о периодичности Менделеев занимался вплоть до конца 1871 года, шаг за шагом разрабатывая «естественную систему химических элементов». В тот год он лично посетил ряд высококлассных химических центров, где выступил с рассказом о своей работе, постоянно улучшая её первую версию. Возможно, что открытие Периодического закона стало одним из примеров, позволившим нобелевскому лауреату 1963 года, американскому физику венгерского происхождения Юджину Вигнеру в своей нобелевской лекции, посвящённой структуре атомных ядер, сформулировать философию научного поиска. По его словам, «наука начинается тогда, когда среди доступных природных явлений выявляются логика, согласованность и закономерность, позволяющие предложить их объяснение путём создания концепции или дать их интерпретацию естественным образом».

Как это часто бывает с важными открытиями, для которых настало время, ряд учёных в разных странах примерно в этот же период также пришли к выводу о периодичности в системе химических элементов. Наиболее известны среди них Лотар Мейер (1830–1895), работавший в Германии, и английский химик Джон Ньюлендс (1837–1898). О них я расскажу чуть позже, а сейчас особо следует упомянуть итальянского химика Станислао Канниццаро (1828–1910). Его судьба очень непроста. Получив образование в университетах Палермо и Пизы, он принял участие в народном восстании на Сицилии, после подавления которого был осуждён на смертную казнь. Некоторое время Канниццаро прожил в эмиграции и только после этого начал работу в ряде итальянских университетов. В 1871 году он был избран в итальянский Сенат, позднее стал его вице-президентом. Как член совета народного просвещения, курировал научное образование в Италии.

Главной научной заслугой Канниццаро стала предложенная им система основных химических понятий. Именно он установил наиболее точные для того времени величины атомных весов, что в дальнейшем, очевидно, способствовало открытию Периодического закона химических элементов. Свою теорию Канниццаро изложил в брошюре, которую лично раздал участникам Международного химического конгресса в Карлсруэ в 1860 году, среди которых были Д. И. Менделеев и уже упомянутый Юлиус Лотар Мейер.

В связи с этим нужно напомнить, что Юлиус Лотар Мейер - немецкий химик, иностранный член-корреспондент Петербургской академии наук с 1890 года - по-своему стремился навести порядок в системе химических элементов. На его родине, в городе Фарель (Нижняя Саксония), установлен мемориал с тремя скульптурными портретами: Мейера, Менделеева и Канниццаро.

В 1864 году Мейер опубликовал таблицу, содержавшую 28 элементов, размещённых в шесть столбцов согласно их валентностям. Очевидно, что эта таблица указывает на близость свойств ограниченного числа химических элементов, расположенных в вертикальных столбцах. Именно с этой целью и было ограничено их число. Менделеев писал, что таблица Л. Мейера представляла собой только простое сопоставление элементов по валентности, считавшейся их коренным свойством. Понятно, что валентность не является единственной постоянной для отдельно взятого элемента, поэтому такая таблица не могла претендовать на полноценное описание элементов и не отражала присущий их распределению периодический закон. Лишь спустя полгода после первого варианта таблицы Менделеева, в 1870 году, Мейер опубликовал работу «Природа элементов как функция их атомного веса», содержавшую новую таблицу и график зависимости атомного объёма элемента от атомного веса.

Примерно одновременно с публикацией Мейером таблицы химических элементов в соответствии с их валентностью английский химик Джон Ньюлендс предложил свой вариант периодической системы элементов. Началось с того, что в начале 1864 года Ньюлендс прочитал статью, в которой утверждалось, что атомные веса большинства элементов с большей или меньшей точностью кратны восьми. Мнение автора было ошибочным, однако Ньюлендс решил продолжить исследования в этой области. Он составил таблицу, в которой расположил все известные элементы в порядке увеличения их атомных весов. В статье, датированной 20 августа 1864 года, он отметил, что «в этом ряду наблюдается периодическое появление химически сходных элементов». Пронумеровав элементы и сопоставив их свойства, Ньюлендс сделал вывод: «Разность в номерах наименьшего члена группы и следующего за ним равна семи; иначе говоря, восьмой элемент, начиная с данного элемента, является своего рода повторением первого, подобно восьмой ноте октавы в музыке...» Эта мистическая музыкальная гармония в конечном счёте скомпрометировала всю работу, которая внешне несколько напоминала Периодическую таблицу Менделеева.

Спустя год, 18 августа 1865-го, Ньюлендс опубликовал новую таблицу элементов, назвав её «законом октав». 1 марта 1866 года он выступил с докладом «Закон октав и причины химических соотношений среди атомных весов» на заседании Лондонского химического общества, который не вызвал особого интереса. История сохранила лишь ехидное замечание профессора физики Лондонского университетского колледжа Джорджа Фостера: «Не пробовал ли докладчик располагать элементы в порядке начальных букв их названий и не обнаружил ли при этом каких-либо закономерностей?»

В 1887-м Лондонское Королевское общество присудило Ньюлендсу одну из самых почётных наград того времени - медаль Дэви, которая вручается ежегодно с 1877 года за достижения в химии. Ньюлендс её получил «за открытие Периодического закона химических элементов», хотя пятью годами ранее, в 1882-м, этой награды были удостоены Д. И. Менделеев и Л. Мейер «За открытие периодических соотношений атомных весов». Награждение Ньюлендса выглядело несколько сомнительным, хотя неоспоримой заслугой английского учёного является то, что он действительно впервые констатировал факт периодического изменения свойств химических элементов, нашедший отражение в «законе октав». По высказыванию Д. И. Менделеева, «...в этих трудах видны некоторые зародыши Периодического закона».

Теперь несколько примеров того, как связана Периодическая система с геологией и, прежде всего, с науками о веществе земных оболочек. Всем понятно, что минералогия, постоянно обогащая представления о минералах и соответственно о химических элементах, содержащихся в их составе, способствовала созданию Периодической системы. Сама же система сразу указала на ряд узких мест в научных представлениях о химических элементах. Одним из первых результатов её использования был пересмотр атомных весов урана и редкоземельных элементов, а также их перевод из двухвалентных аналогов кальция в группу трёхвалентных элементов. В наши дни значение этой коррекции становится всё более очевидным. Потребление редкоземельных элементов только в России составляет более двух тысяч тонн в год. Примерно 70% используется в современной электронике и фотонике, поэтому во всём мире идёт охота за этим видом минерального сырья.

Периодическая таблица строилась не только на основе атомных весов. В ней также были учтены и свойства химических элементов. Благодаря этому Менделеев смог предсказать экаалюминий (галлий) и экасилиций (германий). Оба элемента были вскоре открыты - в 1876 и 1886 годах соответственно. Они также очень важны в полупроводниковых технологиях, в связи с чем потребность в них весьма велика. Наконец, следует упомянуть, что ещё при жизни Менделеева было открыто семейство благородных газов. Это открытие отчётливо позволило отойти от аналогии периодов с музыкальными октавами и указало на выделение в таблице октетов химических элементов с повторением близких свойств на девятом элементе. Стоит добавить, что помимо использования этих элементов в технике они рассматриваются как важнейшие компоненты глубинных оболочек газовых гигантов.

Дополнения в таблицу связаны не только с открытиями новых химических элементов. Нужно отметить, что в Периодической таблице не всегда положение элемента, определяемое его атомным весом, полностью соответствовало его химическим свойствам, которым Менделеев отдавал предпочтение. Так возник вопрос: есть ли у элемента более фундаментальное свойство, чем его атомный вес? В 1913 году, через шесть лет после кончины Дмитрия Ивановича Менделеева, молодой английский физик Генри Мозли ввёл представление об атомном номере элемента - положительном заряде атомного ядра. Выполненные Мозли расчёты атомных спектров в дальнейшем привели к открытию четырёх до этого неизвестных элементов: гафния, рения, технеция и прометия.

Модель электронного строения атомов способствовала пониманию особенностей их поведения в геохимических процессах. В частности, когда немецкий минералог Гуго Штрунц открыл в 1958 году первый галлиевый минерал галлит CuGaS 2 , все стали думать, что галлий следует искать в широко известном халькопирите CuFeS 2 , поскольку оба минерала имеют однотипную структуру. Но это было абсолютно безуспешно. Причина состоит в том, что у железа в халькопирите и у галлия в галлите разные внешние электронные оболочки. У галлия они содержат 18 электронов, а у железа - только 13. Этот пример показывает, что Периодическая система позволяет многое понять в науке о рудных минералах.

Большая роль менделеевской системы в минералогии была сразу оценена молодым профессором МГУ Владимиром Ивановичем Вернадским, построившим в конце ХIХ века таблицу изоморфно замещающихся элементов - так называемые ряды Вернадского. Радиусы атомов тогда ещё не были известны, и замещения рассматривались лишь внутри вертикальных рядов или групп Периодической системы. Поэтому ряды Вернадского не встретили признания у минералогов и геохимиков, а вместе с этим уходила на второй план и сама Периодическая система.

Положение коренным образом изменилось после того, как Виктор Гольдшмидт в 1926 году сформулировал правило для изоморфных замещений. Он указал, что при изоморфизме размер замещаемых ионов не может различаться больше чем на 10–15%. Поэтому в середине 40-х годов прошлого века прозвучали призывы Александра Николаевича Заварицкого и Анатолия Георгиевича Бетехтина не забывать о Периодической системе при рассмотрении не только изоморфных замещений, но и геохимических процессов. Сама же Периодическая система теперь, кроме атомного веса и порядкового номера элемента, дополнялась значением его ионного радиуса. Таким образом, в Периодической таблице выявились диагональные ряды, соответствующие допустимым изоморфным замещениям. Их иллюстрацией могут служить: Li + - Mg 2+ - Sc 3+ ; Na + - Ca 2+ - Y 3+ - Th 4+ ; Al 3+ - Ti 4+ - Nb 5+ - W 6+ . Этому диагональному закону большое внимание уделял Александр Евгеньевич Ферсман. Стало понятно, почему натрий и кальций замещают друг друга в любых пропорциях в полевых шпатах - главных породообразующих минералах земной коры. При этом для сохранения зарядового баланса гетеровалентный изоморфизм протекает по схеме: Na + + Si 4+ = Ca 2+ + Al 3+ . Далее на диагонали расположен иттрий, а с ним и вся группа редких земель. В минералах химические элементы этой группы почти всегда связаны с кальцием, и это, как уже отмечалось, явилось причиной того, что вначале им приписали валентность +2.

В целом, результаты этих работ расширили представления о периодическом изменении новых, ранее неизвестных свойств химических элементов - ионных радиусов, потенциала ионизации и других понятий энергетической кристаллохимии.

Факты из жизни Менделеева говорят о том, что он был весьма разносторонним человеком, которого очень многое восхищало и интересовало. Одним из необычных его увлечений было изготовление чемоданов. Его изделия отличались высоким качеством и добротностью. Секрет заключался в особом рецепте приготовления клеевой смеси, который учёный изобрёл сам. Все купцы Москвы и Петербурга стремились заполучить чемоданы «от самого Менделеева».

В последние годы жизни Менделеев много сделал для открытия первого университета в Сибири, в Томске, содействовал открытию в Киеве Политехнического института. В 1866 году он стал одним из создателей первого в Российской империи химического общества. В 1890 году Менделеев был вынужден покинуть Петербургский университет из-за своей поддержки студенческого движения, связанного с недовольством условиями жизни и учёбы, а также из-за разногласий с министром народного просвещения. В 1892 году министр финансов С. Ю. Витте предложил Менделееву стать хранителем Депо образцовых мер и весов, которое в 1893-м по инициативе Дмитрия Ивановича было преобразовано в Главную палату мер и весов. Он считал необходимым введение в России метрической системы мер, которая по его настоянию в 1899 году в принципе была принята. В начале 1907 года Д. И. Менделеев заболел воспалением лёгких и вскоре скончался. Он похоронен на Волковском кладбище в Санкт-Петербурге.

Подводя некоторый итог истории создания Периодической таблицы химических элементов, нужно ещё раз подчеркнуть особую приоритетную роль Д. И. Менделеева. Определённо это было признано международным научным сообществом ещё при его жизни. В 1905 году он был удостоен высшей награды Лондонского Королевского общества - медали Копли, вручаемой с 1731 года, «За вклад в химические и физические науки». Менделеев был избран членом Лондонского Королевского общества, а также членом Национальной академии наук США и Королевской Шведской академии наук. В 1876 году Дмитрий Иванович стал членом-корреспондентом Петербургской академии наук. Однако кандидатура Менделеева в академики в 1880 году была незаслуженно отвергнута, несмотря на его международную известность и на то, что в значительной степени благодаря ему Петербург стал признанным центром химии. Очевидно, что для него это было весьма унизительно.

Менделеев трижды выдвигался на Нобелевскую премию: в 1905, 1906 и 1907 годах. Однако номинировали его только иностранцы. Члены Императорской академии наук при тайном голосовании неоднократно отвергали его кандидатуру. Каждый раз его выдвигали один-два человека, тогда как конкурентов номинировали 20–30 учёных. Известно, что Нобелевская премия даётся прежде всего за результаты недавних исследований, поэтому возникали разногласия: насколько создание Периодической таблицы может считаться современной работой? Одним из весьма убедительных аргументов в пользу её актуальности было абсолютно логичное размещение в ней открытых в то время благородных (инертных) газов. В 1905 году Нобелевский комитет рассматривал кроме работ Д. И. Менделеева работы двух других химиков: Адольфа фон Байера (Германия, органическая химия) и Анри Муассана (Франция, неорганическая химия). В итоге премию присудили фон Байеру. В 1906 году Нобелевский комитет по химии рекомендовал Д. И. Менделеева к присуждению премии общему собранию Королевской Шведской академии. Результаты голосования на заседании комитета были 4:1 в пользу Менделеева. Единственный голос был подан за Муассана. За него очень активно выступал член Нобелевского комитета Петер Класон. Он не преуменьшал значение работы Менделеева, но очень настойчиво подчёркивал, что без полученных Канниццаро точных значений атомных весов создание Периодической таблицы было бы вряд ли возможно. Он же и предложил рассматривать Менделеева и Канниццаро вместе как кандидатов на Нобелевскую премию. На первый взгляд это предложение представлялось достаточно разумным. Однако рассмотрение Канниццаро как кандидата на премию в 1906 году было уже невозможно, поскольку выдвижение было закончено 31 января. Поэтому премию 1906 года присудили А. Муассану. На следующий, 1907 год Менделеев и Канниццаро, теперь уже вместе, были выдвинуты на Нобелевскую премию. Однако в том году Менделеев скончался, а по правилам Нобелевского комитета эта премия не присуждается посмертно.

Конечно, отсутствие имени Менделеева в списке нобелевских лауреатов - огромная ошибка. Периодическая таблица химических элементов висит в каждом классе или аудитории, где преподаётся химия. Его имя по-прежнему хорошо известно во всём мире.

В 1905 году Менделеев написал: «По-видимому, Периодическому закону будущее не грозит разрушением, а только надстройки и развитие обещает». Прошедшие 150 лет полностью доказали справедливость этого высказывания, а сам закон ускорил развитие всех естественных наук.

В статье использованы материалы из публикации: Hargittai B., Hargittai I. Year of the periodic table: Mendeleev and the others // Structural Chemistry , 2019, vol. 30, № 1, pp. 1–7.