Dmitrij Mendělejev - Dmitri Mendeleev

Dmitrij Mendělejev
DIMendeleevCab.jpg
Mendělejev v roce 1897
narozený
Dmitrij Ivanovič Mendělejev

( 1834-02-08 )8. února 1834
Verkhnie Aremzyani, Tobolská gubernie , Ruská říše
Zemřel 02.02.1907 (1907-02-02)(ve věku 72)
Petrohrad , Ruská říše
Národnost ruština
Alma mater Petrohradská univerzita
Známý jako Formulace periodické tabulky chemických prvků
Manžel / manželka
Ocenění
Vědecká kariéra
Pole Chemie , fyzika
Akademičtí poradci Gustav Kirchhoff
Podpis
Mendelejew signature.jpg

Dmitri Ivanovič Mendělejev (někdy přepsal jako Mendělejevovi nebo Mendeleef ) ( anglicky: / ˌ m ɛ n d əl ə f / MEN -dəl- AY -əf ; Rus: Дмитрий Иванович Менделеев , . Tr Dmitriy Ivanovič Mendělejev , IPA:  [dmʲitrʲɪj ɪˈvanəvʲɪtɕ mʲɪnʲdʲɪˈlʲejɪf] ( poslech )O tomto zvuku ; 8. února 1834 - 2. února 1907 [ OS 27. ledna 1834 - 20. ledna 1907] ) byl ruský chemik a vynálezce. Nejlépe se pamatuje na formulování periodického zákona a na vytváření prozíravé verze periodické tabulky prvků . Periodický zákon použil nejen ke korekci tehdy přijatých vlastností některých známých prvků, jako je valence a atomová hmotnost uranu, ale také k předpovědi vlastností tří prvků, které teprve měly být objeveny.

Raný život

Portréty Marie Dmitrievny Mendeleevy a Ivana Pavloviče Mendělejeva (c. Začátek 19. století)

Mendeleev se narodil ve vesnici Verkhnie Aremzyani poblíž Tobolsku na Sibiři Ivanu Pavlovičovi Mendeleevovi (1783–1847) a Marii Dmitrievně Mendeleevové ( rozené Kornilievové) (1793–1850). Ivan pracoval jako ředitel školy a učitel výtvarných umění, politiky a filozofie na gymnáziu Tambov a Saratov . Ivanův otec Pavel Maximovič Sokolov byl ruský pravoslavný kněz z oblasti Tveru . Podle tehdejší tradice kněží dostaly Pavlovy děti při návštěvě teologického semináře nová příjmení , přičemž Ivan dostal příjmení Mendeleev podle jména místního hospodáře.

Maria Kornilieva pochází z dobře známé rodiny Tobolska obchodníků, zakladatelé prvního sibiřského tiskárny, který vystopovat jejich původ k Yakov Korniliev, ze 17. století Posad Muž se otočil bohatý obchodník. V roce 1889 publikoval místní knihovník článek v Tobolských novinách, kde tvrdil, že Yakov byl pokřtěný Teleut , etnická menšina známá v té době jako „bílí Kalmykové “. Protože nebyly poskytnuty žádné zdroje a nebyla nikdy odhalena žádná dokumentovaná fakta o Jakovově životě, životopisci to obecně odmítají jako mýtus. V roce 1908, krátce po Mendělejevově smrti, jedna z jeho neteří vydala Rodinné kroniky. Vzpomínky na DI Mendělejeva, kde vyjádřila „rodinnou legendu“ o Mariině dědečkovi, který se oženil s „ kyrgyzskou nebo tatarskou kráskou, kterou miloval natolik, že když zemřela, zemřel také žalem“. To je však v rozporu se zdokumentovanými rodinnými kronikami a ani jedna z těchto legend není podložena Mendělejevovou autobiografií, vzpomínkami jeho dcery nebo manželky. Přesto někteří západní učenci stále odkazují na Mendělejevův údajný „Mongol“, „Tatar“, „ Tartarian “ nebo jednoduše „asijský“ původ jako fakt.

Mendeleev byl vychován jako pravoslavný křesťan , jeho matka ho povzbudila, aby „trpělivě hledal božskou a vědeckou pravdu“. Jeho syn ji později informoval, že odešel z Církve a přijal formu „romantizovaného deismu “.

Mendeleev byl nejmladší ze 17 sourozenců, z nichž „pouze 14 zůstalo naživu, aby byli pokřtěni“ podle Mendeleevova bratra Pavla, což znamená, že ostatní zemřeli brzy po jejich narození. Přesný počet Mendělejevových sourozenců se mezi prameny liší a stále je předmětem nějakého historického sporu. Bohužel pro finanční blaho rodiny jeho otec oslepl a ztratil učitelské místo. Jeho matka byla nucena pracovat a ona restartovala opuštěnou sklárnu své rodiny. Ve věku 13 let, po smrti svého otce a zničení továrny jeho matky ohněm, Mendělejev navštěvoval gymnázium v Tobolsku.

V roce 1849 jeho matka vzala Mendeleeva přes Rusko ze Sibiře do Moskvy s cílem dostat Mendeleeva na moskevskou univerzitu . Univerzita v Moskvě ho nepřijala. Matka a syn pokračovali do Petrohradu na otcovu alma mater. Nyní chudá Mendělejevova rodina se přestěhovala do Petrohradu, kde v roce 1850 vstoupil na Hlavní pedagogický institut . Po promoci onemocněl tuberkulózou , což ho přimělo v roce 1855 přestěhovat se na Krymský poloostrov na severním pobřeží Černého moře . se stal vědeckým mistrem 1. simferopolského gymnázia . V roce 1857 se vrátil do Petrohradu s plně obnoveným zdravím.

V letech 1859 až 1861 pracoval na kapilárnosti kapalin a fungování spektroskopu v Heidelbergu . Později v roce 1861 vydal učebnici s názvem Organická chemie . To mu vyneslo Demidovovu cenu Petrohradské akademie věd.

Dne 4. dubna 1862 se zasnoubil s Feozvou Nikitichnou Leshchevou a vzali se 27. dubna 1862 v kostele Nikolaevského inženýrského institutu v Petrohradě (kde učil).

Mendeleev se stal profesorem Petrohradského technologického institutu a Státní univerzity v Petrohradě v roce 1864, respektive 1865. V roce 1865 se stal doktorem věd za disertační práci „O kombinaci vody s alkoholem“. Získal držbu v roce 1867 na univerzitě v Petrohradě a začal učit anorganickou chemii, přičemž na toto místo uspěl Voskresenskii; v roce 1871 proměnil Petrohrad na mezinárodně uznávané centrum pro chemický výzkum.

Periodická tabulka

Mendělejevova periodická tabulka z roku 1871
Socha na počest Mendělejeva a periodické tabulky, která se nachází v Bratislavě na Slovensku

V roce 1863 bylo známo 56 prvků, přičemž nový prvek byl objeven rychlostí přibližně jeden za rok. Jiní vědci dříve identifikovali periodicitu prvků. John Newlands popsal zákon oktáv , přičemž zaznamenal jejich periodicitu podle relativní atomové hmotnosti v roce 1864 a publikoval jej v roce 1865. Jeho návrh identifikoval potenciál pro nové prvky, jako je germanium . Tento koncept byl kritizován a jeho inovace nebyla společností chemiků uznána až do roku 1887. Další osobou, která navrhla periodickou tabulku, byl Lothar Meyer , který v roce 1864 publikoval článek popisující 28 prvků klasifikovaných podle jejich valence, ale bez předpovědí nových prvků. .

Poté, co se stal učitelem v roce 1867, napsal Mendeleev Principy chemie ( rusky : Основы химии , romanizedOsnovy khimii ), který se stal definitivní učebnicí své doby. Byl vydán ve dvou svazcích v letech 1868 až 1870 a Mendělejev ho napsal, když připravoval učebnici svého kurzu. Tehdy učinil svůj nejdůležitější objev. Když se pokoušel klasifikovat prvky podle jejich chemických vlastností, všiml si vzorů, které ho vedly k postulaci své periodické tabulky; tvrdil, že si ve snu představil kompletní uspořádání prvků :

Ve snu jsem viděl stůl, kde všechny prvky podle potřeby zapadly na místo. Po probuzení jsem to okamžitě zapsal na kus papíru, jen na jednom místě se později zdála nutná oprava.

-  Mendeleev, jak citoval Inostrantzev

Nevědomý si dřívější práce na periodických tabulkách probíhajících v 60. letech 19. století vytvořil následující tabulku:

Cl 35,5 K 39 Asi 40
Br 80 Rb 85 Sr 88
Já 127 Cs 133 Ba 137

Přidáním dalších prvků podle tohoto vzoru vyvinul Mendeleev svou rozšířenou verzi periodické tabulky. Dne 6. března 1869 učinil formální prezentaci Ruské chemické společnosti s názvem Závislost mezi vlastnostmi atomových hmotností prvků , která popisovala prvky podle atomové hmotnosti (nyní nazývané relativní atomová hmotnost ) a valence . Tato prezentace to uvedla

  1. Prvky, jsou -li uspořádány podle své atomové hmotnosti, vykazují zjevnou periodicitu vlastností.
  2. Prvky, které jsou si podobné svými chemickými vlastnostmi, mají buď podobnou atomovou hmotnost (např. Pt, Ir, Os), nebo se jejich atomová hmotnost pravidelně zvyšuje (např. K, Rb, Cs).
  3. Uspořádání prvků ve skupinách prvků v pořadí jejich atomových hmotností odpovídá jejich takzvaným valencím a také do určité míry jejich výrazným chemickým vlastnostem; jak je zřejmé z jiných sérií Li, Be, B, C, N, O a F.
  4. Nejrozšířenější prvky mají malé atomové hmotnosti.
  5. Velikost atomové hmotnosti určuje charakter prvku, stejně jako velikost molekuly určuje charakter složeného těla.
  6. Musíme očekávat objev mnoha dosud neznámých prvků - například dvou prvků, analogických hliníku a křemíku , jejichž atomová hmotnost by byla mezi 65 a 75.
  7. Atomová hmotnost prvku může být někdy pozměněna znalostí o jeho sousedících prvcích. Atomová hmotnost telluru tedy musí ležet mezi 123 a 126 a nemůže být 128. (Atomová hmotnost Telluru je 127,6 a Mendeleev se mýlil ve svém předpokladu, že atomová hmotnost se musí s pozicí během období zvyšovat.)
  8. Z jejich atomových hmotností lze předpovědět určité charakteristické vlastnosti prvků.

Mendělejev publikoval svou periodickou tabulku všech známých prvků a předpověděl několik nových prvků k doplnění tabulky v ruském deníku. Jen několik měsíců poté Meyer publikoval prakticky identickou tabulku v německém časopise. Mendělejev má poctu přesně předpovídat vlastnosti, co nazval ekasilicon, ekaaluminium a ekaboron ( germanium , gallium a skandium , v uvedeném pořadí).

Mendělejev také navrhl změny vlastností některých známých prvků. Před svou prací měl mít uran valenci 3 a atomovou hmotnost asi 120. Mendělejev si uvědomil, že se tyto hodnoty nehodí do jeho periodické tabulky, a zdvojnásobil jak valenci 6, tak atomovou hmotnost 240 (blízká moderní hodnotě 238) .

Pro své předpovězené tři prvky použil při pojmenování předpony eka, dvi a tri ( sanskrtský jeden, dva, tři). Mendělejev zpochybnil některé v současné době přijímané atomové hmotnosti (daly se tehdy změřit jen s relativně nízkou přesností) a poukázal na to, že neodpovídají těm, které navrhuje jeho periodický zákon. Poznamenal, že tellur má vyšší atomovou hmotnost než jód , ale umístil je ve správném pořadí, nesprávně předpověděl, že na vině byly v té době přijímané atomové hmotnosti. Zajímalo ho, kam umístit známé lanthanoidy , a předpovídal existenci další řady ke stolu, což byly aktinidy, které byly jedny z nejtěžších v atomové hmotnosti. Někteří lidé propustili Mendělejeva za to, že předpovídal, že bude existovat více prvků, ale ukázalo se, že má pravdu, když byly v letech 1875 a 1886 nalezeny Ga ( gallium ) a Ge ( germanium ), které dokonale zapadaly do dvou chybějících prostorů.

Použitím sanskrtských předpon k pojmenování „chybějících“ prvků mohl Mendělejev zaznamenat svůj dluh vůči sanskrtským gramatikům starověké Indie, kteří vytvořili sofistikované teorie jazyka na základě objevu dvourozměrných vzorců zvuků řeči (pravděpodobně nejnápadnějším příkladem) pomocí Śivasūtras v PANINI je Sanskrit gramatiky ). Mendeleev byl přítel a kolega sanskritisty Otto von Böhtlingka , který zhruba v této době připravoval druhé vydání své knihy o Pāṇini , a Mendeleev si přál Pāṇiniho ocenit svou nomenklaturou.

Původní návrh vytvořený Mendělejevem bude nalezen o několik let později a zveřejněn pod názvem Nezávazný systém prvků.

Dmitrij Mendělejev je často označován jako otec periodické tabulky. Svou tabulku nebo matici nazýval „Periodický systém“.

Pozdější život

Dmitrij Mendělejev, 90. léta 19. století

V roce 1876 se stal posedlý Annou Ivanovou Popovou a začal se jí dvořit; v roce 1881 jí navrhl a vyhrožoval sebevraždou, pokud odmítne. Jeho rozvod s Leshchevou byl dokončen jeden měsíc poté, co se oženil s Popovou (2. dubna) na začátku roku 1882. I po rozvodu byl Mendeleev technicky bigamistou ; Ruská pravoslavná církev požaduje nejméně sedm let před zákonným nového manželství. Jeho rozvod a okolní kontroverze přispěly k tomu, že nebyl přijat do Ruské akademie věd (navzdory své mezinárodní slávě do té doby). Jeho dcera z druhého manželství Lyubov se stala manželkou slavného ruského básníka Alexandra Bloka . Jeho další děti byli syn Vladimir (námořník, zúčastnil se pozoruhodné východní cesty Mikuláše II. ) A dcera Olga z prvního manželství s Feozvou a syn Ivan a dvojčata z Anny.

Ačkoli Mendeleev byl široce oceněn vědeckými organizacemi po celé Evropě, včetně (v roce 1882) Davyho medaile od Královské společnosti v Londýně (která mu později také udělila Copleyovu medaili v roce 1905), odstoupil z Petrohradské univerzity dne 17. srpna 1890. V roce 1892 byl zvolen zahraničním členem Královské společnosti (ForMemRS) a v roce 1893 byl jmenován ředitelem Úřadu pro váhy a míry, který zastával až do své smrti.

Mendeleev také zkoumal složení ropy a pomohl založit první ropnou rafinérii v Rusku. Poznal důležitost ropy jako suroviny pro petrochemii . Je mu připisována poznámka, že spalování ropy jako paliva „by bylo podobné spálení kuchyňského sporáku s bankovkami“.

Mendeleev, Alfred Werner , Adolf von Baeyer a další významní chemici

V roce 1905 byl Mendeleev zvolen členem Královské švédské akademie věd . Následující rok Nobelov výbor pro chemii doporučil Švédské akademii udělit Nobelovu cenu za chemii za rok 1906 Mendělejevovi za objev periodického systému. Chemická sekce Švédské akademie toto doporučení podpořila. Akademie pak měla schválit volbu Výboru, což se stalo téměř v každém případě. Na úplném zasedání akademie nečekaně navrhl nesouhlasný člen Nobelova výboru Peter Klason kandidaturu Henriho Moissana , kterého favorizoval. Svante Arrhenius , přestože nebyl členem Nobelova výboru pro chemii, měl v Akademii velký vliv a také naléhal na odmítnutí Mendělejeva a tvrdil, že periodický systém je příliš starý na to, aby uznal jeho objev v roce 1906. Podle současníci, Arrhenius byl motivován záští, kterou měl vůči Mendělejevovi kvůli jeho kritice Arrheniovy disociační teorie . Po vášnivých hádkách si většina akademie vybrala Moissana s náskokem jednoho hlasu. Pokusy nominovat Mendělejeva v roce 1907 byly opět frustrovány absolutním odporem Arrhenia.

V roce 1907 zemřel Mendělejev ve věku 72 let v Petrohradě na chřipku . Jeho poslední slova byla jeho lékaři: „Pane doktore, máte vědu, já věřím“, což je možná citát Julese Verna .

Další úspěchy

Portrét Dmitrije Mendělejeva od Ivana Kramskoje (1878)

Mendeleev dělal další důležité příspěvky k chemii. Ruský chemik a vědecký historik Lev Chugaev ho charakterizoval jako „geniální chemik, prvotřídní fyzik, plodný badatel v oblasti hydrodynamiky, meteorologie, geologie, určitých odvětví chemické technologie (například výbušniny, ropa a paliva) ) a další obory sousedící s chemií a fyzikou, důkladný odborník chemického průmyslu a průmyslu obecně a originální myslitel v oblasti ekonomiky. “ Mendeleev byl jedním ze zakladatelů Ruské chemické společnosti v roce 1869. Pracoval na teorii a praxi protekcionistického obchodu a na zemědělství.

Ve snaze o chemické pojetí éteru předložil hypotézu, že existují dva inertní chemické prvky s menší atomovou hmotností než vodík . Z těchto dvou navrhovaných prvků si myslel, že lehčí je všeprostupující, všudypřítomný plyn a o něco těžší je navrhovaný prvek, koronium .

Mendělejev věnoval mnoho studií a významně přispěl k určení povahy takových neurčitých sloučenin, jako jsou roztoky .

Mendělejevova medaile

V jiném oddělení fyzikální chemie zkoumal expanzi kapalin teplem a vymyslel vzorec podobný Gay-Lussacovu zákonu jednotnosti expanze plynů, zatímco v roce 1861 očekával koncepci kritické teploty plynů Thomas Andrews definováním absolutního bodu varu látky jako teploty, při které se soudržnost a výparné teplo rovnají nule a kapalina se mění na páru, bez ohledu na tlak a objem.

Mendělejevovi je udělena zásluha za zavedení metrického systému do Ruské říše .

Vynalezl pyrokollodion , jakýsi bezdýmný prášek na bázi nitrocelulózy . Tato práce byla zadána ruským námořnictvem, které však nepřijalo její použití. V roce 1892 Mendeleev organizoval jeho výrobu.

Mendeleev studoval ropný původ a dospěl k závěru, že uhlovodíky jsou abiogenní a tvoří se hluboko v zemi - viz Abiogenní ropný původ . Napsal: „Hlavním faktem, který je třeba poznamenat, je to, že ropa se zrodila v hlubinách Země a jen tam musíme hledat její původ.“ (Dmitri Mendeleev, 1877)

Činnosti mimo chemii

Začínaje v 70. letech 19. století publikoval široce mimo chemii, zabýval se aspekty ruského průmyslu a technickými problémy v produktivitě zemědělství. Zkoumal demografické problémy, sponzoroval studie Arktického moře, zkoušel měřit účinnost chemických hnojiv a propagoval obchodní námořnictvo. Byl zvláště aktivní při zlepšování ruského ropného průmyslu a podrobně porovnával pokročilejší průmysl v Pensylvánii. Ačkoli nebyl dostatečně zdatný v ekonomii, pozoroval průmysl během svých evropských cest a v roce 1891 pomohl přesvědčit ministerstvo financí o zavedení dočasných cel s cílem podpořit ruský dětský průmysl .

V roce 1890 rezignoval na profesuru na univerzitě v Petrohradě po sporu s úředníky ministerstva školství o zacházení s vysokoškoláky. V roce 1892 byl jmenován ředitelem ruského Ústředního úřadu pro váhy a míry a vedl cestu ke standardizaci základních prototypů a postupů měření. Zřídil kontrolní systém a zavedl metrický systém do Ruska.

Debatoval proti vědeckým tvrzením o spiritualismu a tvrdil, že metafyzický idealismus není nic jiného než ignorantská pověra. Litoval širokého přijetí spiritualismu v ruské kultuře a jeho negativních dopadů na studium vědy.

Vodka mýtus

Velmi populární ruský příběh připisuje Mendělejevovi nastavení 40% standardní síly vodky . Například ruská standardní vodka inzeruje: „V roce 1894 obdržel Dmitrij Mendělejev, největší vědec v celém Rusku, dekret o stanovení imperiálního standardu kvality pro ruskou vodku a zrodil se„ ruský standard “„ Ostatní uvádějí “nejvyšší kvalitu Ruskou vodku schválila královská vládní komise v čele s Mendělejevem v roce 1894 “.

Ve skutečnosti 40% standard již zavedla ruská vláda v roce 1843, kdy bylo Mendělejevovi devět let. Je pravda, že Mendělejev se v roce 1892 stal vedoucím Archivu váh a měřítek v Petrohradě a následující rok z něj vytvořil vládní úřad, ale tato instituce byla pověřena standardizací ruských obchodních vah a měřicích přístrojů, nestanovením kvality výroby. standardy, Také Mendělejevova doktorská disertační práce z roku 1865 nesla název „Diskuse o kombinaci alkoholu a vody“, ale pojednávala pouze o koncentracích alkoholu v lékařské síle přes 70%a o vodce nikdy nepsal.

Vzpomínka

Busta Mendělejeva ve městě Mendělejevsk , Tatarstán

Se jménem a úspěchy vědce je spojena řada míst a předmětů.

V Petrohradě dostal jeho jméno DI Mendělejevův institut pro metrologii , Národní metrologický institut, zabývající se stanovováním a podporou národních a celosvětových standardů pro přesná měření. Vedle něj je jeho pomník, který se skládá z jeho sedící sochy a vyobrazení jeho periodické tabulky na zdi podniku.

V budově Dvanácti kolegií , která je nyní centrem Státní univerzity v Petrohradě a v Mendělejevově době - ​​Hlavním pedagogickém institutu - se nachází Pamětní muzejní byt Dmitrije Mendělejeva se svými archivy. Ulice před nimi je pojmenována po něm jako Mendeleevskaya liniya (Mendeleev Line ).

V Moskvě je Ruská univerzita chemie D. Mendělejeva .

Po něm bylo také pojmenováno mendelevium , což je syntetický chemický prvek se symbolem Md (dříve Mv) a atomovým číslem 101. Jedná se o kovový radioaktivní transuranový prvek v aktinidové řadě, obvykle syntetizovaný bombardováním einsteinia částicemi alfa.

Minerál mendeleevite-Ce, Cs
6
(Ce
22
Ca
6
) (Si
70
Ó
175
) (OH, F)
14
(H.
2
Ó)
21
, byl jmenován na počest Mendělejeva v roce 2010. Související druhy mendeleevite-Nd, Cs
6
[(Nd, REE)
23
Ca
7
] (Si
70
Ó
175
) (OH, F)
19
(H.
2
Ó)
16
, byl popsán v roce 2015.

Jméno vědce nese také velký měsíční kráter Mendělejev , který se nachází na odvrácené straně Měsíce.

Ruská akademie věd občas udělil Mendělejev Zlatou medaili od roku 1965.

Viz také

Poznámky

Reference

Další čtení

externí odkazy