Дмитрий Менделеев
Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907) -- русский химик, учёный-энциклопедист и общественный деятель, автор периодического закона химических элементов и создатель периодической таблицы, которая по сей день служит основой всей химии. Его вклад в науку не ограничивается одним открытием: Менделеев работал в областях физической химии, нефтяной промышленности, метрологии и воздухоплавания, написал более 500 научных трудов и воспитал несколько поколений российских учёных.
Тобольск: семнадцатый ребёнок
Дмитрий появился на свет 27 января (8 февраля по новому стилю) 1834 года в Тобольске и был семнадцатым, последним ребёнком в семье. Из семнадцати детей Ивана Павловича и Марии Дмитриевны Менделеевых восемь умерли в младенчестве. Отец, Иван Павлович, занимал должность директора Тобольской гимназии и уездных училищ, однако в год рождения Дмитрия ослеп от катаракты и вышел на мизерную пенсию. Семья оказалась в трудном положении.
Мать, Мария Дмитриевна (урождённая Корнильева), происходила из купеческой семьи, которой принадлежала небольшая стекольная фабрика в селе Аремзянском под Тобольском. Она взяла управление производством в свои руки и несколько лет кормила семью доходами от него. Дмитрий рос среди фабричных цехов, где, по его собственным воспоминаниям, получил первые впечатления о природе, людях и промышленном деле. Отец умер в 1847 году, когда мальчику было тринадцать, а в 1848 году сгорела и фабрика. Мария Дмитриевна приняла решение пожертвовать всем ради образования способного сына.
В Тобольской классической гимназии Дмитрий учился без энтузиазма: латынь и гуманитарные предметы давались плохо, зато математика и физика увлекали по-настоящему. Аттестат он получил с посредственными оценками. В годы учёбы в городе жили ссыльные декабристы, и в доме Менделеевых бывал один из них, Николай Басаргин. Это окружение сформировало у мальчика широкий взгляд на мир за пределами сибирской провинции.
Петербург и годы становления
В 1849 году мать вместе с Дмитрием и его сестрой Лизой отправилась в Москву: цель была одна -- поступить в университет. Однако выходцев из Сибири тогда не принимали. Мать не сдалась и поехала в Петербург, где в 1850 году добилась для сына зачисления в Главный педагогический институт. Сразу после этого она скончалась, так и не увидев его успехов. Менделеев помнил об этом всю жизнь и писал, что мать была для него главным примером настойчивости.
Студенческие годы оказались тяжёлыми. У Дмитрия открылся туберкулёз, и он провёл несколько лет на лечении в Симферополе, где преподавал в гимназии, и в Одессе. Тем не менее в 1855 году он окончил институт с золотой медалью по отделению естественных наук. В 1856 году защитил магистерскую диссертацию «Строение кремнезёмных соединений» и получил право читать лекции в Петербургском университете. В 1859-1861 годах стажировался в Гейдельберге: работал в лаборатории Роберта Бунзена, исследовал капиллярность жидкостей и открыл явление критической температуры вещества -- температуры, выше которой газ нельзя перевести в жидкость никаким давлением.
Вернувшись в Россию, Менделеев активно включился в преподавание и научную работу. В 1865 году он защитил докторскую диссертацию «О соединении спирта с водой» -- тщательное исследование физико-химических свойств водно-спиртовых растворов при разных концентрациях. Именно эта работа позднее породила миф о том, будто он «изобрёл» сорокаградусную водку. В действительности речь шла о концентрациях от 0 до 100%, далёких от питейных. С того же 1865 года Менделеев был профессором химической технологии в университете, а с 1867 -- профессором общей химии.
Рождение периодического закона
В 1868 году Менделеев приступил к написанию фундаментального учебника «Основы химии». Систематизируя материал, он столкнулся с задачей, которую пытались решить несколько европейских химиков: как расположить 63 известных на тот момент элемента, чтобы обнаружить единую закономерность их свойств? Менделеев разложил карточки с данными об элементах на столе и, расставляя их по возрастанию атомных масс, увидел, что химические и физические свойства повторяются через определённые промежутки -- периодически. 17 февраля (1 марта) 1869 года его доклад «Соотношение свойств с атомным весом элементов» был представлен на заседании Русского химического общества. Этот день считается официальной датой открытия периодического закона.
Главная смелость Менделеева заключалась в том, что он намеренно оставил в таблице пустые клетки и подробно описал свойства трёх предсказанных, но ещё не открытых элементов. «Эка-алюминий» (элемент между алюминием и индием), «эка-бор» (между кальцием и титаном) и «эка-кремний» (между кремнием и оловом) -- каждый из них он описал с точностью до атомной массы, плотности, температуры плавления и предполагаемых химических реакций. В 1875 году французский химик Поль-Эмиль Лекок де Буабодран открыл галлий, и его свойства совпали с предсказанием почти точно. В 1879 году швед Ларс Нильсон открыл скандий, в 1886 году немец Клеменс Винклер -- германий. Все три открытия стали живым доказательством правоты Менделеева и переломили скептицизм мирового научного сообщества. В 1871 году вышла расширенная статья с уточнённой формулировкой закона. «Основы химии» в итоге выдержали восемь изданий при жизни автора и были переведены на английский, французский, немецкий и другие языки.
Нефть, метрология и воздушный шар
Менделеев нередко уходил от чистой химии в прикладные сферы, где видел возможность принести стране реальную пользу. В 1876 году он посетил нефтяные промыслы в Пенсильвании, изучил американский опыт и по возвращении дал обстоятельные рекомендации по развитию российской нефтепромышленности. Он настаивал на строительстве нефтепроводов вместо перевозки нефти в бочках, выступал за перегонку как основной метод переработки, а не прямое сжигание сырья. Ему приписывают фразу: «Сжигать нефть -- всё равно что топить печь ассигнациями». В 1877 году Менделеев выдвинул абиогенную гипотезу о происхождении нефти из карбидов тяжёлых металлов -- эта идея опередила своё время и по сей день остаётся предметом научных дискуссий.
В 1887 году произошёл эпизод, вошедший в легенду. Для наблюдения полного солнечного затмения Менделеев поднялся на воздушном шаре «Русский» в одиночку из Клина, поскольку второй пассажир, намокший от дождя балласт и смягчения был вынужден остаться на земле. Шар поднялся на высоту около трёх с половиной километров, пролетел более ста километров и приземлился в Тверской губернии. Менделеев управлял аэростатом самостоятельно, не имея специальной подготовки. Французская академия аэростатической метеорологии наградила его медалью за этот полёт.
С 1893 года Менделеев возглавил Главную палату мер и весов в Петербурге и занимал эту должность до конца жизни. Под его руководством Россия перешла на международную систему эталонов, была заново откалибрована эталонная линейка фунта и аршина, налажено производство точных гирь и мер. Параллельно в 1891 году по заданию Морского министерства он разработал рецептуру бездымного пороха -- «пироколлодия» -- и поставил производство на промышленную основу.
Личная жизнь и семья
Первый брак Менделеев заключил в 1862 году с Феозвой Никитичной Лещевой -- падчерицей его бывшего учителя, писателя Петра Ершова (автора «Конька-Горбунка»). Феозва была старше Дмитрия на восемь лет. Брак оказался несчастливым: супруги мало подходили друг другу по темпераменту. У них родились трое детей -- Мария (умерла в младенчестве), Владимир (1865) и Ольга (1868). Фактически супруги жили раздельно уже с середины 1870-х годов.
В 1876 году Менделеев познакомился с Анной Ивановной Поповой, дочерью донского казачьего офицера из Урюпинска. Ей было шестнадцать лет, ему -- сорок два. Анна училась в консерватории и в Академии художеств, впоследствии стала известным художником. Страсть Менделеева к ней была столь сильной, что он нарушил церковные нормы: развод по тем временам требовал семилетнего покаяния, однако священник обвенчал его с Анной практически сразу, приняв плату. Этот поступок вызвал широкий общественный скандал. По легенде, Александр III, которому доложили о ситуации, ответил: «У Менделеева две жены, но Менделеев-то у меня один». Второй брак оказался счастливым. У пары родились четверо детей: Любовь (1881), Иван (1883) и близнецы Мария и Василий (1886). Дочь Любовь в 1903 году вышла замуж за поэта Александра Блока. Сын Василий стал инженером-конструктором и участвовал в создании первого российского танка.
Признание и история с Нобелевской премией
К концу XIX века Менделеев был признан за рубежом значительно более горячо, чем на родине. Он состоял членом более 90 иностранных академий, учёных обществ и университетов. Лондонское королевское общество присудило ему медаль Дэви в 1882 году; в 1889 году он прочитал знаменитую Фарадеевскую лекцию в Лондоне; в 1905 году был награждён медалью Копли -- высшей наградой британской науки. В России ситуация складывалась сложнее: в 1876 году его избрали членом-корреспондентом Петербургской академии наук, однако в 1880 году кандидатура на полное членство была провалена большинством голосов академиков -- немецкого происхождения, которые доминировали в академии. Это отстранение вызвало взрыв возмущения в университетской среде.
Нобелевская премия так и не была вручена Менделееву -- и это одна из самых известных несправедливостей в истории науки. Его выдвигали на премию в 1905, 1906 и 1907 годах. В 1906 году Нобелевский комитет проголосовал за него, однако Шведская королевская академия наук отказалась утвердить это решение -- по имеющимся данным, из-за личных антипатий влиятельных членов академии и аргумента, что открытие было сделано слишком давно. В 1907 году планировалось присудить премию Менделееву совместно с итальянским химиком Станислао Канниццаро, однако 2 февраля 1907 года Менделеев скончался, не дожив до решения нескольких дней.
Последние годы и смерть
В последние годы жизни Менделеев продолжал работать в Палате мер и весов, писал статьи по экономике и народному просвещению, занимался благотворительностью. Известно, что он тайно платил двойные взносы за неимущих гимназистов в их учебных заведениях. Здоровье ухудшалось: подводило зрение, давал о себе знать возраст. Зимой 1907 года он простудился и слёг с воспалением лёгких. Дмитрий Иванович Менделеев скончался 20 января (2 февраля) 1907 года в Санкт-Петербурге в возрасте 72 лет. Его похоронили на Волковском кладбище рядом с матерью. Гроб несли студенты, а траурная процессия растянулась на несколько кварталов.
Незадолго до смерти учёный завершил последнее прижизненное издание «Основ химии» и написал книгу «К познанию России» -- работу о демографии и экономическом развитии страны, которую он любил не меньше химии. Менделеев до конца оставался человеком огромной широты интересов, убеждённым, что наука должна служить практическим нуждам общества.
Наследие
Периодический закон и таблица Менделеева остаются единственным великим открытием в истории химии, которое было блестяще подтверждено ещё при жизни автора -- открытием трёх предсказанных элементов. Сегодня таблица насчитывает 118 элементов; 101-й из них, менделевий (Md), был синтезирован в 1955 году американскими учёными и назван в честь русского химика. Именем Менделеева назван кратер на Луне, подводный хребет в Северном Ледовитом океане, минерал менделеевит, несколько улиц и университетов в России. Российский химико-технологический университет в Москве носит его имя с 1934 года.
«Основы химии» по сей день считаются образцом того, как систематический учебник может стать научным прорывом: именно в процессе написания этого труда был открыт периодический закон. Менделеев показал, что за внешним многообразием веществ скрыта строгая числовая закономерность -- и это открытие изменило само понимание того, что такое химический элемент.