Д.И. Менделеев Выдающийся русский ученый и общественный деятель Д.И. Менделеев родился 27 января (8 февраля) 1834 года в селе Верхние Аремзяны, неподалеку от Тобольска. Его отец, Иван Павлович Менделеев, окончил в 1804 году духовное училище, а затем филологическое отделение Санкт-Петербургского Главного педагогического института, и был определён в Тобольск, где позднее стал директором Тобольской губернской мужской классической гимназии и училищ Тобольского округа, "учителем философии, изящных искусств и политической экономии". Мать, Мария Дмитриевна, была дочерью тобольского купца Корнильева. Умная, образованная женщина, добрая и заботливая мать, она занималась воспитанием детей. Мария Дмитриевна собрала большую библиотеку, ее дети умели читать с 4-5 лет. Вечерами она играла на фортепиано, послушать музыку собиралась не только многочисленная семья Менделеевых, но и друзья, знакомые.
Дмитрий был младшим - семнадцатым ребенком в семье, в то время это не было редкостью. Но трое младенцев Менделеевых умерли сразу после рождения, не дожив до крещения. Им даже не успели дать имена, поэтому в церковной книге последний сын Менделеевых значится четырнадцатым ребенком. Вскоре мальчика крестили и нарекли Дмитрием. К этому времени в живых у Менделеевых осталось семеро детей: пятеро дочерей и двое сыновей. Митя стал восьмым ребенком. Семья занимала несколько комнат в здании гимназии, т.к. директору полагалось бесплатная квартира. В этой квартире и родился Дмитрий Менделеев. Здание гимназии сохранилось до нашего времени, правда, сейчас в нем располагается больница. В год рождения Дмитрия Иван Павлович ослеп, что вынудило его выйти на пенсию. Для удаления катаракты он в сопровождении дочери Екатерины отправился в Москву, где в результате удачной операции доктора Брассе ему было возвращено зрение. Он снова стал видеть и смог работать, но вернуться к прежней должности директора уже не мог, и семья жила на его небольшую пенсию.
Прожив в селе около 6 лет, в 1841 году Менделеевы переезжают в Тобольск, где Дмитрий поступает в гимназию. Первые годы его учебы не отличаются особым успехом. Оценка "посредственно" - частая гостья в его табеле. Особенно не любил Митя латынь и закон божий. На уроках закона божьего нужно было заучивать длинные скучные молитвы. Латынь преподавал Редькин, ребята дали ему прозвище Редька. Он приходил на урок, давал задание, подпирал голову руками и начинал дремать. Вскоре мальчикам надоедало читать латынь, и они начинали шалить. Но горе было тому, кого проснувшийся преподаватель заставал за шалостями, наказание было суровым. После окончания гимназии ребята устроили латыни "показательную казнь". Они сложили учебники латыни в кучу и, приплясывая, забросали камнями. Были у Мити и любимые предметы: русская литература, которую преподавал Петр Павлович Ершов, сибиряк, известный впоследствии русский поэт, автор "Конька-горбунка", а также математика и физика.
Дмитрий был таким же мальчишкой, как и большинство его сверстников, и ничто свойственное юности ему не было чуждо. Сын Дмитрия Ивановича Иван Менделеев вспоминал, что однажды, когда отец был нездоров, он сказал ему: "Ломит всё тело так, как после нашей школьной драки на Тобольском мосту". Когда отец Д.И. Менделеева, Иван Павлович оставил должность директора гимназии, ему пришлось освободить квартиру, а в 1847 году он умер. Его похоронили на Завальном кладбище рядом со старшей дочерью Апполинарией. Вся забота о семье перешла к Марии Дмитриевне.
Содержать большую семью на одно жалованье было непросто. Материальное положение Менделеевых было тяжелым. На помощь пришли родственники Марии Дмитриевны. У ее брата Василия Дмитриевича Корнильева недалеко от Тобольска, в с.Верхние Аремзяны, был небольшой стекольный завод. Сам Василий Дмитриевич жил в Москве, а заводом управлял специально назначенный человек. Однако управлял он заводом плохо, прибыли завод почти не приносил. Василий Дмитриевич предложил сестре принять управление стекольным заводом. Семья Менделеевых переехала в Верхние Аремзяны и поселилась в просторном барском доме. Работать Марии Дмитриевне в первое время было трудно: поставщики и купцы пытались обмануть женщину, крестьяне ей не доверяли. Но скоро Мария Дмитриевна завоевывает доверие. Она разобралась в делах завода, по ее указанию в селе начинают строительство школы для крестьянских детей и церкви. Дмитрий Иванович вспоминал: "Там, на стекольном заводе, управляемом моей матушкой, получились первые мои впечатления от природы, от людей, от промышленных дел".
Несмотря на то, что учился Митя не блестяще, он хорошо окончил гимназию и в 1849 году получил аттестат из рук своего любимого учителя и директора Тобольской мужской гимназии П.П. Ершова. Тем не менее, отвращение к классической школе осталось у него на всю жизнь. Давая характеристику выпускнику, Ершов отметил его эрудицию, начитанность, стремление к познанию. Мария Дмитриевна, любившая своего младшего сына, решается на смелый шаг: повезти Митю в Москву для поступления в университет. Она успевала и руководить заводом, и заботиться о детях, которым дала прекрасное по тому времени образование. Старшие дети Менделеевых были уже пристроены: сыновья определены на службу, дочери выданы замуж. Мария Дмитриевна распродает небогатое имущество, ликвидирует все дела в Сибири и с младшими - Лизой и Митей - уезжает в Москву, где жил ее брат. На лошадях через Уральские горы семья отправляется в трудное, но интересное путешествие. Так закончились детские годы, а вместе с ними и тобольский период жизни Менделеева.
Менделеевы, впрочем, погостив в Москве, уехали в Петербург, где Дмитрий пытался поступить в Медико-хирургическую академию. Однако анатомия оказалась не под силу впечатлительному юноше, поэтому ему пришлось сменить медицину на педагогику. Летом 1850 года 16-летний Дмитрий Менделеев поступает на естественное отделение Главного педагогического института, где когда-то учился его отец.
Мария Дмитриевна приложила немало усилий, чтобы Дмитрий получил образование. Однако дожить до окончания сыном института ей было не суждено - в 1850 году она умерла. Менделеев сохранил до конца своих дней благодарную память о матери. Вот что писал он в 1887 году, посвящая ее памяти первое свое крупное сочинение "Исследование водных растворов по удельному весу": "Это исследование посвящается памяти матери ее последышем. Вашего последыша, семнадцатого из рождённых Вами, Вы подняли на ноги, вскормили своим трудом после смерти батюшки, ведя заводское дело. Вы научили любить природу с её правдою, науку с её истиной, родину со всеми её нераздельнейшими богатствами, дарами, больше всего труд со всеми его горестями и радостями... Вы заставили научиться труду и видеть в нём одном всему опору, Вы вывезли с этими внушениями и доверчиво отдали в науку, чувствуя, что это будет последнее Ваше дело. Вы внушали любовь, труд и настойчивость, завещали: настаивать в труде, а не в словах и терпеливо искать божескую или научную правду, ибо понимали, сколь часто диалектика обманывает, сколь многое еще должно узнать, и как при помощи науки, без насилия, но твердо устраняются предрассудки и ошибки, а достигаются: охрана добытой истины, свобода дальнейшего развития, общее благо и внутреннее благополучие. Приняв от Вас так много, хоть малым, быть может последним, Вашу память почитаю. Д.Менделеев".
Учеба Дмитрия Менделеева в Петербурге вначале давалась нелегко. На первом курсе он по всем предметам, кроме математики, получил неудовлетворительные оценки. Но на старших курсах дело пошло по-другому - среднегодовой балл Менделеева был равен 4,5 (из пяти возможных). В Главном педагогическом институте, где его учителями были такие известные ученые, как академики и профессора Петербургского университета физик Э.Х. Ленц, химик А.А. Воскресенский, математик М.В. Остроградский, зоолог Ф.Ф. Брандт, Менделеев почувствовал вкус к учебе и скоро стал одним из лучших. Сама обстановка института, при всей строгости режима закрытого учебного заведения, благодаря малому числу студентов, заботливому к ним отношению и тесной связи их с профессорами, давала широкую возможность для развития индивидуальных склонностей.
Мешало учебе и слабое здоровье Менделеева. С самого детства он не отличался крепким здоровьем, а в студенческие годы, во влажном петербургском климате, и вовсе расхворался. Иногда у него горлом шла кровь, и врачи считали, что у него началась последняя степень чахотки. Он лежал в клинике Педагогического института, где учился, когда однажды во время обхода главный лекарь, думая, что Менделеев уснул, сказал директору: "Ну, этот-то уже не поднимется..." А "этот", услышав свой приговор, сел на кровати, достал тетради и тут же погрузился в записи с лекциями. Институтские друзья сумели устроить для Менделеева аудиенцию у придворного медика Здекауэра, и тот, прослушав его, посоветовал ему срочно ехать в Крым (куда в те времена направляли всех безнадежно больных), а заодно и показаться там Пирогову, на всякий случай.
Менделеев выехал в Крым, где в это время шла война. Пирогов оперировал с раннего утра и до позднего вечера, проделывая в день по нескольку десятков ампутаций. Менделеев каждое утро приходил к нему в госпиталь, заглядывал в операционную, но, увидев, чем занят великий медик, тут же удалялся, утешая себя тем, что сейчас Пирогов больше нужен раненым, чем ему, но в то же время прекрасно понимая, что все дело в его собственной нерешительности. Чтобы хоть как-то убить время и отвлечься от мрачных мыслей, он устроился на временную работу в Симферопольскую мужскую гимназию. Но, ввиду непрекращающихся военных действий, гимназия практически не работала. Через некоторое время Менделеев решился-таки подойти к Пирогову. Каково же было его удивление, когда тот, внимательно его осмотрев, сказал: "Нате-ка вам, батенька, письмо вашего Здекауэра. Сберегите его, да когда-нибудь ему и верните. И от меня поклон передайте. Вы нас обоих переживете". Предсказание великого хирурга сбылось в точности: Менделеев пережил и Пирогова, и Здекауэра.
Из Крыма Менделеев переезжает в Одессу, где его, 21-летнего студента в 1855 году назначают учителем Ришельевской гимназии. Здесь он подготовил научную работу по химии - "Удельные объемы". Полгода в Одессе, и вот Менделеев вновь в Петербурге. Приехал он не с пустыми руками: работа, которую он привез - тонкое и кропотливое исследование по удельным объемам. В 1855 году Менделеев окончил с золотой медалью физико-математический факультет Главного педагогического института в Петербурге, получив диплом старшего учителя. Он блестяще выдержал выпускные экзамены, а его дипломная работа о явлении изоморфизма, раскрывающем отношения между кристаллической формой и химическим составом соединений, а также зависимость свойств элементов от величины их атомных объемов, была признана кандидатской диссертацией. В 1857 году, 23 лет от роду, он делается доцентом Петербургского университета, где читает сначала теоретическую, потом органическую химию, а вскоре был утвержден приват-доцентом этого университета.
рукописный вариант периодического закона В январе 1859 года молодой ученый Менделеев едет в первую свою командировку - на два года в знаменитый Гейдельберг, где он работал в лаборатории патриарха химии профессора Р.Бунзена. Менделеев верил, что дни, проведенные в лаборатории рядом с прославленным химиком, будут ему полезны, но он ошибся. Бунзен, занятый своими опытами, встретил молодого русского коллегу вежливо, но сдержанно. А в лаборатории, где Менделееву выделили место, было все как нельзя более нескладно: в тесноте толпились студенты, не хватало посуды, реактивов. Менделеев понял, что здесь он лишь потеряет время. С видом глубочайшего сожаления сказал Бунзену, что он нездоров, поблагодарил за радушное гостеприимство и тут же съехал с университетской квартиры.
Он поехал в Париж, к Салерону, лучше которого никто не делал химические приборы и инструменты. Менделееву нужны были самые точные из всех точных весов, потому что для его работы не годились другие. Затем он вернулся в Гейдельберг, где снял крохотную комнатенку под лабораторию, и где его уже ждало обеспокоенное письмо попечителя Петербургского учебного округа И.Д. Делянова - до того уже дошли сообщения о выходке с Бунзеном. Но Менделеев не спешил домой. В Гейдельберге ему хорошо работалось, он чувствовал себя свободным, независимым. Кроме того, здесь он обрёл новых друзей. Иван Сеченов, Александр Бородин, Дмитрий Менделеев - они были тогда молоды, их имена еще не звучали так громко, но каждый из них уже был известен своими работами. Все трое с увлечением занимались химией.
В Гейдельберге в 1859 году Менделеев сконструировал пикнометр - прибор для определения плотности жидкости, а вскоре открыл температуру абсолютного кипения. Определение (1860) "температуры абсолютного кипения жидкостей", известной ныне под названием критической температуры, стало одним из важнейших открытий Менделеева. В 1860 году Менделеев вместе с шестью другими русскими химиками принимал участие в работе знаменитого Международного съезда химиков в Карлсруэ, на котором Канниццаро выступил со своей интерпретацией атомно-молекулярной теории Авогадро. Это выступление и дискуссия по поводу разграничения понятий атомов, молекул и эквивалентов послужили предпосылкой к открытию периодического закона.
В 1861 году Менделеев возвращается в Петербург и возобновляет чтение лекций по органической химии в университете. В 1863 году он издает первый отечественный учебник по органической химии, в котором идеей, объединяющей всю совокупность органических соединений, является теория пределов, оригинально и всесторонне развитая. Позднее учебник "Органическая химия" был удостоен Демидовской премии.
В эти годы в Петербург к Менделееву приезжает сестра Ольга. Вместе со своим мужем декабристом Басаргиным она была в долгой сибирской ссылке. В доме сестры Менделеев встречается с подругой Ольги - Феозвой Никитичной Лещевой, уроженкой Тобольска и падчерицей Петра Петровича Ершова. Она ему нравится, но он плохо знает женщин и не уверен в том, что надо следовать совету сестры и жениться. Менделеев хочет выяснить - смогут ли они с Феозвой понять друг друга, но всякий раз решает все-таки не торопить судьбу. Даже после помолвки Менделеев думает о том, чтобы оставить невесту, которая, между прочим, старше его на 6 лет. Он знал, что был влюблен только, а не любил. И все же он уступает и в 1862 году сочетается с Феозвой браком. Через несколько месяцев у них родилась дочь Мария, но она умерла в младенчестве.
В 1863 году физико-математический факультет Петербургского университета избирает Д.И. Менделеева профессором на кафедру технологии, но он не получает утверждения от министерства, за отсутствием у него степени магистра технологии (утверждение состоялось, однако, в 1865 году). В 1864 году Менделеев был также избран профессором химии Технологического института в Петербурге, где проработал до 1872 года. Здесь он выполнил обширное исследование, которое представил в качестве докторской работы, а затем в 1865 году защитил докторскую диссертацию на тему "Рассуждение о соединении спирта с водой", в которой изложил гидратную теорию растворов. В том же году он стал ординарным профессором Петербургского университета по кафедре технической химии, через два года возглавил кафедру неорганической химии.
Эта диссертация была первой серьезной работой Менделеева по растворам и, как оказалось впоследствии, она стала основой для создания гидратной теории растворов. О Менделееве всегда ходило немало всевозможных слухов и домыслов. Одни, например, говорили, что именно Дмитрий Иванович открыл секрет приготовления русской водки, прославившейся на весь мир своим исключительным вкусом. Другие утверждали, что Менделеев изготовлял поддельные французские вина для известного владельца магазинов Елисеева... Все эти измышления были построены только на том факте, что докторская диссертация Дмитрия Ивановича называлась "Рассуждение о соединении спирта с водою". В ней не было ни слова о водке. Тем более, отыскать в этом труде обоснование рецепта "идеальной" русской водки при всем старании не удастся. Однако именно эту работу Менделеева считают часто чуть ли не изобретением спиртного напитка. С именем Менделеева стали связывать открытие секрета приготовления русской водки, что именно он вел поиски идеального соотношения объема и веса частей спирта и воды. Да, в труде Менделеева есть указание на специфические свойства смеси из одной части спирта и трех частей воды, однако данный молекулярный состав никоим образом не соответствует 40 объемным процентам.
Разумеется, Дмитрий Менделеев, вопреки сложившейся легенде, водку не изобретал; она существовала задолго до него. С именем Менделеева связывают выбор для водки крепости в 40°. Говорят даже, что он, якобы, считал идеальной крепостью водки 38°, но это число чиновники округлили до 40, для упрощения расчёта налога на алкоголь. Однако в трудах ученого отыскать обоснование этого выбора не удаётся. Его диссертация, посвящённая свойствам смесей спирта и воды, никак не выделяет 40° или 38°. В последующие 20 лет Менделеев вообще не занимался растворами и только в 1884 году, в разгар исследований по нефти, он вновь возвращается к проблеме гидратной теории.
В 1865 году у четы Менделеевых родился сын Владимир. Дмитрий Иванович вкупе со своим другом профессором Ильиным покупает у разоренного князя небольшое имение Боблово, неподалеку от Клина, переезжает туда и с пылом начинает заниматься сельским хозяйством. Менделеев давно скучал без природы. В Боблове ему было хорошо. Он много гулял, ездил верхом, хлопотал на своем опытном поле. Он все это очень любил. Но он хорошо понимал, что его наука должна сослужить людям конкретную пользу. Здесь он воспитывает в себе иное отношение к делу: труд ученого не должен быть вне связи с практикой. В Боблове он чувствует себя самим собой, вольготно и счастливо. Так думала, глядя на него, его жена. Она тоже любила деревенскую жизнь. Она хотела, чтобы и муж ее, как примерный семьянин, все свободное от основной работы время проводил вместе с нею, в хозяйственных хлопотах, наслаждаясь радостями семейной жизни. Она думала, что так будет всегда, от одних только этих мыслей радость переполняла ее. Но она ошибалась. В ее муже в то время зрел великий ученый. Она этого просто не понимала.
Получив звание профессора Петербургского университета, Менделеев 1867 году возглавил кафедру неорганической (общей) химии физико-математического факультета, а в конце года переехал в долгожданную служебную квартиру в главном здании на Университетской набережной, дом 7. В стенах Петербургского университета Менделеев проработал 23 года и совершил свои основные открытия. В мае 1868 года у Менделеевых родилась любимая дочь Ольга.
Зимой 1867-1868 года Менделеев начал писать фундаментальный учебник "Основы химии", и сразу столкнулся с трудностями систематизации фактического материала. К середине февраля 1869 года, обдумывая структуру учебника, он постепенно пришел к выводу, что свойства простых веществ (а это есть форма существования химических элементов в свободном состоянии) и атомные массы элементов связывает некая закономерность. Менделеев многого не знал о попытках его предшественников расположить химические элементы по возрастанию их атомных масс и о возникающих при этом казусах. Например, он не имел почти никакой информации о работах Шанкуртуа, Ньюлендса и Мейера. Решающий этап его раздумий наступил 1 марта 1869 года (14 февраля по старому стилю). Днем раньше Менделеев написал прошение об отпуске на десять дней для обследования артельных сыроварен в Тверской губернии: он получил письмо с рекомендациями по изучению производства сыра от А.И. Ходнева - одного из руководителей Вольного экономического общества.
За завтраком Менделееву пришла неожиданная мысль: сопоставить близкие атомные массы различных химических элементов и их химические свойства. Недолго думая, на обратной стороне письма Ходнева он записал символы хлора Cl и калия K с довольно близкими атомными массами, равными соответственно 35,5 и 39. На том же письме Менделеев набросал символы других элементов, отыскивая среди них подобные "парадоксальные" пары: фтор F и натрий Na, бром Br и рубидий Rb, иод I и цезий Cs, для которых различие масс возрастает с 4,0 до 5,0, а потом и до 6,0. Менделеев тогда не мог знать, что "неопределенная зона" между явными неметаллами и металлами содержит элементы - благородные газы, открытие которых в 1900 году существенно видоизменит Периодическую систему.
После завтрака Менделеев закрылся в своем кабинете. Он достал пачку визитных карточек и стал на их обратной стороне писать символы элементов и их главные химические свойства. Менделеев перекладывал карточки из одного горизонтального ряда в другой, руководствуясь значениями атомной массы и свойствами простых веществ, образованных атомами одного и того же элемента. Постепенно начал вырисовываться облик будущей Периодической системы химических элементов. Так, вначале он положил карточку с элементом бериллием Be (атомная масса 14) рядом с карточкой элемента алюминия Al (атомная масса 27,4), по тогдашней традиции приняв бериллий за аналог алюминия. Однако затем, сопоставив химические свойства, он поместил бериллий над магнием Mg. Усомнившись в общепринятом тогда значении атомной массы бериллия, он изменил ее на 9,4, а формулу оксида бериллия переделал из Be2O3 в BeO (как у оксида магния MgO). Кстати, "исправленное" значение атомной массы бериллия подтвердилось только через десять лет. Так же смело действовал он и в других случаях. Постепенно ученый пришел к окончательному выводу, что элементы, расположенные по возрастанию их атомных масс, выказывают явную периодичность физических и химических свойств.
К тому времени было известно 63 элемента с их атомными весами (сейчас почти вдвое больше). Идея расположить элементы по порядку возрастания их атомных весов совершенно естественна и банальна. Сложнее было заметить периодические закономерности в этом ряду, но и здесь было немало сделано до Менделеева. Уже существовало "правило октетов" (химические свойства каждого 8-го элемента очень близки), "правило триад" (в каждой тройке близких по свойствам элементов средний элемент обладает и средним атомным весом). Но никому из исследователей не удавалось, даже с использованием этих закономерностей, построить систему для всех известных элементов. Объяснялось это тем, что и свойства многих элементов были неизвестны или определены неверно, и атомные веса ряда элементов были измерены неправильно.
В течение всего дня Менделеев работал над системой элементов, отрываясь ненадолго, чтобы поиграть с дочерью Ольгой, пообедать и поужинать. Вечером 1 марта 1869 года он набело переписал составленную им таблицу и под названием "Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве" послал ее в типографию, сделав пометки для наборщиков и поставив дату "17 февраля 1869 года" (это по старому стилю). Так был открыт Периодический закон. На Западе, особенно в Германии, соавтором открытия считают Лотара Мейера. Существенное различие этих систем заключается в том, что таблица Мейера - это один из вариантов классификации известных к тому времени химических элементов. Таблица Д.И. Менделеева - это система, которая дала понимание закономерности, позволившей определить место в ней неизвестных в то время элементов, предсказать не только их существование, но и дать их характеристики.
Дата 1 марта 1869 года вошла в историю как день рождения периодического закона. Говорят, что Периодическая таблица приснилась Менделееву во сне. Может быть, и так, хотя говорят также, что эту легенду придумал сам Менделеев. Во всяком случае, способ решения этой задачи вряд ли лежит в области логики, может быть, здесь не обошлось без "сверхчувственного откровения", озарения. Менделеев просто взял и изменил атомный вес бериллия, а между кальцием и титаном поставил пустую карточку, предсказав таким образом элемент скандий. Самое поразительное, что поступил он так не с двумя элементами, а с чуть ли не с третьей частью всех тогда известных! Например, он присвоил урану атомный вес 240 вместо принятого 60 (увеличил в 4 раза!), переставил местами кобальт и никель, теллур и йод. Опубликовав в 1869 году первый вариант своей таблицы, он предсказал сразу три элемента, изменил атомные веса у десятка элементов и при этом открыл закон, что "свойства элементов стоят в периодической зависимости от их атомного веса". Но получилось так, что свойства элементов стоят в периодической зависимости от... того номера в таблице, который им присвоит сам Менделеев! Это он, Менделеев, приказал элементам построиться в придуманный им ряд, и Природа послушно смирилась. И выходит, что наша Вселенная, состоящая сейчас примерно из 114 элементов, устроена Дмитрием Ивановичем Менделеевым.
Д.И. Менделеев и водка Но не случайным результатом, а плодом долгих размышлений и упорных исканий был для Менделеева открытый им закон. Известно, что Дмитрий Иванович сам дал повод к рассказу о сделанном открытии: "Я стал подбирать, написав на отдельные карточки элементы с их атомными весами и коренными свойствами, что быстро и привело меня к тому заключению, что свойства элементов стоят в периодической зависимости от их атомного веса". Однако Менделеев открыл закон не потому, что раскладывал "химический пасьянс", он "раскладывал" его потому, что искал закон. Ученый был убежден, что закон существует, и знал, где и как его искать. Именно поэтому, приступая к поискам, он и выписал на карточки вслед за названием химического элемента его атомный вес и валентность. Эта периодическая повторяемость свойств атомов в естественной последовательности элементов - один из важнейших законов природы. Менделеев назвал свой закон периодическим, а естественную последовательность элементов - периодической системой элементов. Менделеев не только первый точно формулировал этот закон и представил содержание его в виде таблицы, которая стала классической, но и всесторонне обосновал его, показал его огромное научное значение, как руководящего классификационного принципа и как могучего орудия для научного исследования. Открытый Менделеевым закон давал возможность не только подойти по-новому к изучению известных химических элементов и исправить неверные атомные веса, но и, что очень важно, предсказать существование не открытых еще элементов. Менделеев и оставил в своей таблице пустые места, отметив их знаками вопроса. Более того, Менделеев указал даже, каким путем можно открыть тот или иной из предсказанных элементов. Особенно знаменательно, что он сам воспользовался периодическим законом для исправления атомных весов некоторых элементов и для предсказания трех новых элементов, галлия, скандия и германия, дотоле неведомых, со всеми их свойствами. Все эти исправления и предсказания блестящим образом оправдались.
В 1870 году Менделеев предсказал существование и описал свойства трёх ещё не открытых тогда элементов - "экаалюминия" (открыт в 1875 году и назван галлием), "экабора" (открыт в 1879 году и назван скандием) и "экасилиция" (открыт в 1885 году и назван германием). Иногда открытие новых элементов приводило к курьезным ситуациям. Так, 27 августа 1875 года французский химик Лекок де Буабодран, исследуя с помощью спектрального анализа цинковую руду, добытую в Пиренейских горах, обнаружил в ней неизвестный элемент. Назвав этот элемент в честь своей страны галлием (Франция по латыни Gallia) и определив важнейшие его свойства, Буабодран напечатал коротенькое сообщение в "Докладах Парижской академии наук". Открытие само по себе не было чем-либо замечательным - еще один элемент. К таким сообщениям все давно привыкли. И все же открытие галлия вскоре приобрело всемирную известность. Поначалу французу и в голову не пришло как-то связать свою находку со сделанным четырьмя годами ранее предсказанием русского ученого, но вскоре Буабодран получил из-за границы письмо. Почерк незнакомый, на почтовом штемпеле "Санкт-Петербург". Буабодран читал письмо и глазам своим не верил. Автор письма утверждал, что все свойства галлия определены правильно, однако, в частности, удельный вес нового металла должен быть не 4,7, как нашел Буабодран, а 5,9. Письмо было подписано: "Дмитрий Менделеев, профессор Санкт-Петербургского университета". И этот Менделеев настаивал: "Мне наплевать, как вы там его назовете. Хоть японием. Дело не в авторстве. Но плотность его должна быть пять и девять десятых!" Легко понять чувство Буабодрана. Кто же открыл галлий - он или нет? Не он ли единственный в мире человек, державший в руках только что открытое вещество? Русский профессор, никогда не видевший галлия, просто издевается.
Буабодран оказался упрямцем и, не утруждая себя проверкой полученных данных, продолжал настаивать, что открытый им элемент имеет плотность 4,7. В конце концов самые авторитетные ученые, собравшись вместе, уговорили-таки его провести повторные измерения, чтобы только прекратить этот спор, бросавший тень на все научное сообщество. Буабодран еще раз очистил галлий от всех примесей и снова определил его удельный вес. Возмущение исчезло, оно сменилось удивлением и восхищением. Этот Менделеев прав! Удельный вес галлия оказался 5,96! Когда ученые ознакомились и с остальными свойствами вновь открытого вещества, они в один голос сказали: "Да, это действительно эка-аллюминий!" Случай с Буабодраном показал, что в химии порван заколдованный круг неожиданностей, случайностей, слепого блуждания. Впервые в истории науки был открыт элемент, существование которого, свойства и даже способ открытия были предсказаны. Только теперь ученые всего мира ознакомились с открытием Менделеева. Случай с Буабодраном доказал, что игнорировать дальше работы русского ученого без риска оказаться в стороне от главных путей развития химии было нельзя.
Так начался период открытий, период изумительных успехов теории русского ученого. В десятках лабораторий Европы закипела работа, сотни ученых мечтали о необыкновенных открытиях, и успехи не заставили себя ждать. В 1879 году профессор Ларс Фредерик Нильсон, работавший в лаборатории шведского ученого Й.Берцелиуса, открыл новый элемент, полностью соответствующий описанию, данному Менделеевым. Нильсон назвал его скандием. Это был настоящий успех, мировое признание русской науки. При жизни Менделеева было открыто еще два, предсказанных им, элемента. Он предсказал существование еще восьми элементов, в том числе "двителлура" - полония (открыт в 1898), "экаиода" - астата (открыт в 1942-1943), "двимарганца" - технеция (открыт в 1937), "экацезия" - франция (открыт в 1939).
В 1871 году Менделеев подытожил исследования, связанные с установлением периодического закона, в труде "Периодическая законность для химических элементов". В своем труде "Основы химии" (1869-1871) он развил идеи периодичности, ввел понятие о месте элемента в периодической системе как совокупности его свойств в сопоставлении со свойствами других элементов. На этой основе Менделеев исправил значения атомных масс многих элементов (бериллия, индия, урана и др.). Классический труд Менделеева "Основы химии" выдержал при жизни ученого восемь изданий и много раз переиздавался после его смерти, был издан во Франции, Германии и трижды в Англии. По этой книге училось несколько поколений химиков, об этой работе незадолго до смерти Менделеев писал: "Эти "Основы" - любимое дитя мое. В них мой образ, и мой опыт педагога, и мои задушевные научные мысли. В "Основы химии" вложены мои духовные силы и мое наследство детям". Действительно, "Основы химии" далеки от типа обыкновенного учебника химии. Первоначально написанный для начинающих и имевший целью "завлечь в изучение химии сколь возможно больше русских сил", этот труд содержит так много глубоких и оригинальных мыслей, что сохраняет огромный интерес и для сложившегося химика, который, перечитывая его, каждый раз найдет в них немало для себя полезного. Таких сочинений нет в русской, трудно сыскать их и в мировой химической литературе.
В 1872 году Менделеев приступил к изучению упругости газов, и в 1874 году предложил обобщенное уравнение состояния идеального газа, включающее как частность зависимость состояния газа от температуры, обнаруженную в 1834 году физиком Б.П.Э. Клапейроном (уравнение Клайперона - Менделеева). Он много времени посвящает изучению сжимаемости газов, исследованию растворов, главным образом по отношению к удельному весу. Первая из этих работ велась на средства, предоставленные Менделееву Императорским Русским Техническим Обществом и Артиллерийским ведомством. В тесной связи с этими работами по газам он занимается вопросами, касающимися сопротивления жидкостей, воздухоплавания и метеорологии, и публикует по этому поводу две ценных монографии.
Менделеев посвящает много внимания нефтяной промышленности; так еще в 1863 году он первым выдвинул идею использовать трубопровод при перекачке нефти и нефтепродуктов. Разработка этой идеи имела огромное значение для российской промышленности, в которой стала стремительно развиваться нефтяная отрасль. В 1876 году Менделеев по поручению правительства едет в Америку для ознакомления с постановкой там нефтяного дела, неоднократно посещает с той же целью кавказские месторождения; ведет ряд любопытных работ по исследованию нефти. В 1877 году Менделеев выдвинул гипотезу происхождения нефти из карбидов тяжелых металлов, которая, правда, на сегодня большинством ученых не принимается. В 1880-1885 годах, занимаясь проблемами переработки нефти, он предложил принцип ее дробной перегонки.
16 ноября 1876 года отделения Академии наук выдвинули кандидатов на вакантные места членов-корреспондентов. Среди претендентов-химиков фигурировал и Менделеев; его кандидатуру, в частности, поддерживали Бутлеров и Кокшаров. Специально отмечались заслуги Менделеева в уточнении атомных весов некоторых элементов и предсказании существования новых, что, в частности, нашло подтверждение в открытии галлия. Баллотирование происходило 30 ноября. Из 20 присутствовавших академиков 17 проголосовали "за". 20 января 1877 года секретарь академии К.С. Веселовский уведомил ученого об избрании "по разряду физических наук" и препроводил ему диплом с текстом на латинском языке: "Императорская Санкт-Петербургская Академия наук, согласно установленному порядку, избрала своим членом-корреспондентом по разряду физики славнейшего мужа Дмитрия Ивановича Менделеева, ординарного профессора химии Императорского Санкт-Петербургского университета, за исключительные заслуги в развитии наук и публично утвердила избрание декабря 29 дня 1876 года".
В это время начинаются проблемы в личной жизни ученого. Менделеев чувствует себя одиноким. Он давно уже знает, что Феозва его никогда не поймет. В доме своей старшей сестры Менделеев знакомится с Анной Поповой. Она была дочерью казачьего полковника из Урюпинска, была стройна, нетороплива, под густыми черными бровями светились большие серые глаза, а голову украшали длинные, тяжелые косы. Но самое главное - она спокойно относилась к увлечению наукой Дмитрия Менделеева. Она приехала в Петербург, чтобы поступить в Академию художеств, и осталась в этом городе навсегда. Менделеев влюбился в нее как мальчишка. Сначала он даже не понимал, что с ним происходит: рядом с ней он ощущал острые приступы одиночества. Скоро и родители Анны узнали, что их дочь и Менделеев любят друг друга. Однако надежд у них никаких не было. Феозва развод давать ни за что не соглашалась, и отец Анны требовал у Менделеева, что он не будет искать встреч с его дочерью. Менделеев обещал, но не мог сдержать свое слово. Его влекло в те места, где можно было встретить ее.
Он входил в здание Академии художеств и ждал ее, прячась за колоннами, в тени залов. Отец Анны предпринимает еще один шаг: он отправляет дочь на всю зиму в Италию. Она уехала, а он писал ей письмо за письмом и опускал их в ящик, приделанный к столу, за которым работал. Ведь он обещал не напоминать о себе... Потом ему нужно было ехать в Алжир -