Жизнь и деятельность Д.И. Менделеева

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Георгиевский колледж»

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ

Тема: Жизнь и деятельность Д. И. Менделеева

Дисциплина: химия

Выполнил (а): студент (ка)

1 курса группы 12пб

Новохатская Татьяна

Георгиевск 2023



Содержание

Введение

Раздел I. Основная информация

Глава 1. Биография

1.1 Происхождение; детство и юность

1.2 Семья и дети

Глава 2. Обучение

2.1 Учеба

2.2 Преподавательская деятельность; защита диссертации

Глава 3. Научная деятельность

3.1 Периодический закон

3.2 Удельные объёмы. Химия силикатов и стеклообразного состояния

3.3 Исследование газов

3.4 Учение о растворах

3.5 Комиссия для рассмотрения медиумических явлений

3.6 Воздухоплавание

3.7 Кораблестроение. Освоение Крайнего Севера

3.8 Метрология

3.9 Проходение

3.10 Об электролитической диссоциации

Глава 4. Признание

4.1 Награды, академии и общества

4.2 Нобелевская эпопея

Заключение

Литература



Введение

Цель работы: Изучить жизнь и деятельность Д. И. Менделеева с целью выявления значимых фактов его биографии. Доказать, что Д.И. Менделеев гениальный человек науки, наследие которого современны и актуальны в XXI веке.

Задачи:

Выделить в биографии ученого наиболее интересные, значимые моменты;

работать с архивными документами;

Познакомиться педагогической деятельностью Д. И. Менделеева:

представить результаты в виде творческой исследовательской работы;

Разработать наглядный материал в форме творческого проекта и презинтации для использования на уроках и внеклассных мероприятиях по химии

Для решения поставленных задач в процессе исследования использовались следующие методы:

Анализ научной, популярной литературы о жизни и деятельности Д. И. Менделеева, документальных материалов;

Информации из сети Internet.

Раздел 1. Основная информация.

Глава 1. Биография

1.1 Происхождение; детство и юность

Дмитрий Менделеев родился зимой 1834 года в многодетной семье директора Тобольской гимназии и училищ Тобольского округа. В семье он был самым младшим, семнадцатым. История сохранила документ о рождении Дмитрия Менделеева - метрическую книгу духовной консистории за 1834 год, где на пожелтевшей странице в графе о родившихся по тобольской Богоявленской церкви записано: «27 января Тобольской гимназии директора - надворного советника Ивана Павловича Менделеева от законной его жены Марии Дмитриевны родился сын Дмитрий». В год когда он родился его отец ослеп, пришлось ехать в Москву, делать операцию. Операция прошла удачно, но, возвратившись в Тобольск, он узнал, что на место директора гимназии назначен другой, Ивану Павловичу пришлось уйти на пенсию. Отец Д. И. Менделеева родился в селе Тихомандрицы Вышневолоцкого уезда Тверской губернии в 1783 года. Его отец (дед Дмитрия Ивановича) Павел Максимович Соколов имел четырех сыновей: Василия Покровского, Ивана Менделеева, Тимофея Соколова и Александра Тихомандрицкого. Все они имели различные фамилии, которые им давали в духовном училище учителя. Мама Д. Менделеева выходила из старинного рода сибирских купцов и промышленников. Эта умная и энергичная женщина сыграла особенную роль в жизни семьи. Не имея никакого образования, она прошла самостоятельно курс гимназии со своими братьями. Вследствие сложившегося из-за заболевания Ивана Павловича стеснённого материального положения Менделеевы переехали в село Аремзянское, где находилась маленькая стекольная фабрика брата Марии Дмитриевны Василия Дмитриевича Корнильева, жившего в Москве. Менделеева обрела власть на руководство фабрикой и после кончины И. Менделеева в 1847 году большая семья жила на средства, получаемые от неё. В автобиографии Д. И. Менделеев впоследствии писал: «Фамилия Менделеев дана отцу, когда он что-то выменял, как соседний помещик менял лошадей. Учитель по созвучию „мену делать“ вписал и отца под фамилией Менделеев». Он также вспоминал вспоминал: «Там, на стекольном заводе, управляемом моей матушкой, получились первые мои впечатления от природы, от людей, от промышленных дел».

Дмитрия отличали впечатлительность, рано проявившаяся хорошая память и способность к счету. Он выходил победителем в играх, где требовалась смекалка, но больше всего любил играть в учителя, причем в роли учителя он обычно предпочитал оставаться долго и в течение всей игры, строго наказывал «учеников». Склонность к образованию и науке Менделеев получил от своих родных. Семья второй раз переехала для того, чтобы позволить талантливому Дмитрию продолжать свою учёбу в университете. Мать с сыном и младшей дочерью покидают родную Сибирь и переезжают в Москву. Спустя два года после приезда, уже после поступления Менделеева в Главный педагогический институт в Петербурге, Мария Дмитриевна умирает.

Также большое влияние на мировоззрение будущего учёного оказал его дядюшка В. Д. Корнильев, дом которого часто посещали многие представители культурной среды, в числе которых на литературных вечерах или вовсе без всякого повода, запросто, бывали литераторы Ф. Н. Глинка, С. П. Шевырёв, И. И. Дмитриев, М. П. Погодин, Е. А. Баратынский, Н. В. Гоголь, Сергей Львович Пушкин, отец великого поэта, художники П. А. Федотов, Н. А. Рамазанов; учёные Н. Ф. Павлов, И. М. Снегирёв, П. Н. Кудрявцев.

При всём том, Дмитрий Иванович оставался таким же мальчишкой, как и большинство его сверстников.

Среди учителей гимназии выделялся преподававший русскую литературу и словесность сибиряк, известный впоследствии русский поэт Пётр Павлович Ершов, с 1844 года -- инспектор Тобольской гимназии, как некогда и его учитель Иван Павлович Менделеев. Позже автору «Конька-Горбунка» и Дмитрию Ивановичу суждено было стать в некоторой степени родственниками -- Пётр Ершов стал его тестем.

Также от матери Дмитрию и Павлу Менделеевым досталась крепостная девка Павленкова, которая в суде ходатайствовала об отпускной. В 1851 году Менделеев прислал расписку в Тобольск из Санкт-Петербурга, в которой он отказывается от прав на крепостную Павленкову с детьми.

1.2 Семья и дети

В юности с Дмитрием случился неприятный случай. Ухаживания за девушкой Соней, с которой тот был знаком с детства, закончились помолвкой. Но изнеженная красавица к венцу так и не пошла. Накануне свадьбы, когда подготовка уже шла полным ходом, выходить замуж Сонечка отказалась. Девушка посчитала, что нет смысла что-то менять, если жизнь и так хороша.

Дмитрий Иванович был женат дважды. В 1862 г. сочетался браком с Феозвой Никитичной Лещевой, уроженкой Тобольска (стало быть, землячкой). Падчерица знаменитого автора "Конька-Горбунка" Петра Петровича Ершова, Физа (так ее звали в семье), была на шесть лет старше. По характеру, склонностям, привычкам и интересам она не составила своему супругу гармоничной пары. Однако никто вправе осуждать выбор Дмитрия Ивановича, тем более что это поступок был обусловлен конкретными жизненными обстоятельствами начинающего ученого.

Неудивительно, что в их отношениях была напряженность, которая с годами нарастала. Все чаще испытывал неудовлетворенность Менделеев; постоянными упреками донимала мужа Феозва Никитична. Они были слишком разными людьми. В конце концов в 1881 г. брак был расторгнут. Но всю оставшуюся жизнь они сохраняли добрые отношения.

В конце 1870 гг. Менделеев страстно влюбился в Анну Ивановну Попову, дочь донского казака из Урюпинска. Она поступила в Петербургскую консерваторию по классу фортепиано. Занятия ей вскоре наскучили. Тогда Анна стала посещать школу рисования при Академии художеств. Надо отдать должное: в живописи проявился у нее определенный талант. Когда она познакомилась с Менделеевым, ей едва минуло 16. Поженились они в 1881 г. По возрасту Анна Ивановна годилась Менделееву в дочери, так как была моложе на 26 лет.

И подобные браки нередко бывают счастливыми. Менделеев создавал вторую семью, завершая пятый десяток. Менделеев, увы, не нашел гармонии в семейной жизни и с Анной Ивановной. Те научные достижения, которые составили ему особую славу, или уже состоялись, или достигали завершающей стадии. Но "покой ему только снился". Имя Менделеева пользовалось всемирной известностью, а в России едва ли кто более него интересовался нуждами, положением и судьбами страны. И именно поэтому дети всегда оставались в центре его внимания и забот.

У Дмитрия Ивановича и Феозвы Никитичны родилось трое детей. Девочка Маша появилась на свет в 1863, ушла из жизни еще ребенком. Сын Володя родился через два года после Маши.

Владимир избрал флотскую карьеру. С отличием окончил Морской кадетский корпус, совершил плавание на фрегате "Память Азова" вокруг Азии и вдоль дальневосточных берегов Тихого океана (1890-1893 гг.). Принял участие в визите русской эскадры во Францию. В 1898 г. вышел в отставку, чтобы разработать "Проект поднятия уровня Азовского моря запрудою Керченского пролива". В нем проявился его талант инженера-гидролога. Владимир скоропостижно скончался 19 декабря 1898 г. В следующем году отец опубликовал "Проект". С глубокой горечью писал Дмитрий Иванович в предисловии: "Погиб мой умница, любящий, мягкий добродушнейший сын-первенец, на которого я рассчитывал часть своих заветов, так как знал неизвестные окружающим высокие и правдивые, скромные и в то же время глубокие мысли на пользу родины, которыми он был проникнут". Кончину Владимира ученый глубоко переживал, тяжелое потрясение заметно сказалось на его здоровье.

Ольга (1868-1950) сумела лишь закончить гимназию. Вышла замуж за Алексея Владимировича Трирогова, обучавшегося вместе с Владимиром в Морском кадетском корпусе. И практически всю свою долгую жизнь отдала семье. Ольга написала книгу воспоминаний "Менделеев и его семья", увидевшую свет в 1947 г.

Во втором браке у Дмитрия Ивановича родилось четверо детей. Двойняшки Василий и Мария, дочь Любовь и сын Иван. Достоверно до наших дней дошли сведения о Марии и Любови. Мария родила дочь Катерину, которая дожила до наших дней и имела сына Александра Каменского. К сожалению, Александр вел не совсем здоровый образ жизни, был дважды судим и исчез на просторах родины. В апреле 2014 года его безуспешно пытались разыскать через передачу “Жди меня”.

Из всех потомков Дмитрия Ивановича Любовь оказалась личностью, ставшей известной достаточно широкому кругу людей. В первую очередь не как дочь великого ученого, а как жена Александра Блока - знаменитого русского поэта Серебряного века, как героиня цикла его "Стихов к Прекрасной даме". Бурный роман Менделеева с Анютой Поповой достиг crescendo весной 1881 г., когда они вместе путешествовали по Италии и Франции. Люба появилась на свет 29 декабря 1881 г., но, по существу, оказалась незаконнорожденной. Только 2 апреля 1882 г. свершилось венчание родителей в Адмиралтейской церкви Санкт-Петербурга.

Люба закончила Высшие женские курсы и занималась в драматических кружках. Артистических способностей ей было не занимать. В 1907-1908 гг. она играла в труппе В.Э. Мейерхольда и в Театре В.Ф. Комиссаржевской. Супружеская жизнь Блоков протекала сумбурно и не гладко - и в этом, пожалуй, Александр и Любовь были в равной доле повинны. Однако в последние годы жизни поэта жена всегда оставалась рядом с ним. Между прочим, она стала первой публичной исполнительницей поэмы "Двенадцать". После смерти Блока Любовь занималась историей и теорией балетного искусства, изучала школу преподавания Агриппины Вагановой и давала уроки актерского мастерства знаменитым балеринам Галине Кирилловой и Наталье Дудинской. Скончалась Любовь Дмитриевна в 1939 г.



Глава 2. Обучение

2.1 Учеба

Осенью 1841 года Митя Менделеев поступил в Тобольскую гимназию. В младших и средних классах учился неважно: особенно недолюбливал латынь, чистописание и Закон Божий. Вспоминая это время, учёный отмечал, что «из класса в класс его переводили потому, что был развит».

От природы Дмитрий был наделён необыкновенной остротой слуха, зрения и обоняния. Физически крепкий, дерзкий и вспыльчивый мальчик не терпел даже малейших оскорблений в свой адрес и часто становился участником драк. Одноклассники побаивались Менделеева и дали ему соответствующее прозвище «Джунгар», намекая на калмыцкое (по линии матери) происхождение.

В 1847 году в поведении Мити происходят значительные перемены. После смерти отца, осознав необходимость быть опорой для своей любимой матери, Дмитрий стал более усердно заниматься учёбой. В старших классах он с особым интересом изучает математику, географию и физику. Гимназия оставила в душе Менделеева много светлых воспоминаний об учителях: Петре Павловиче Ершове - учителе русской литературы, авторе сказки «Конек-Горбунок», бывшем сначала наставником Мити, а потом директором Тобольской гимназии, И. К. Руммеле - учителе физики и математики, раскрывшем перед будущим учёным пути познания природы.В 1849 году Дмитрий достаточно хорошо заканчивает своё обучение в гимназии (в аттестате будущего учёного всего лишь две тройки). Давая характеристику своему выпускнику, П. П. Ершов отмечал необыкновенную эрудицию Менделеева, "его начитанность и стремление к познанию".

Мечтая, чтобы Дмитрий продолжил обучение в Московском университете, Мария Дмитриевна, безумно любившая своего младшего сына, решается на отчаянный шаг: распродаёт семейное имущество и переезжает с сыном и младшей дочерью Лизой к брату в Москву. Дядя Менделеева, брат Марии Дмитриевны - Василий Дмитриевич Корнильев, управляющий именьями князей Трубецких, был очень влиятельным и почитаемым в московских кругах человеком. Его дом на Покровке был часто посещаем многими представителями культурной среды: литераторами, поэтами, учёными. К сожалению, помочь племяннику Корнильеву не удалось: Дмитрий Менделеев, закончивший Тобольскую гимназию, по существовавшим на тот момент правилам мог претендовать только на обучение в Казанском университете. 

Погостив в Москве, Менделеевы переезжают в Петербург, где Дмитрий попытался поступить в Медико-хирургическую академию. Однако анатомические занятия оказались не под силу впечатлительному юноше, поэтому медицину пришлось сменить на педагогику. Летом 1850 года Менделеев поступает на естественное отделение (физико-математический факультет) Главного педагогического института (располагался до 1859 года в здании Двенадцати коллегий). Для 16-летнего юноши сделали исключение: зачислили в институт в не приёмный год с условием, что ему придётся обучаться на один год дольше.

Первые годы учёбы в институте оказались для Дмитрия очень тяжёлым временем. Осенью 1850 года уходит из жизни его любимая мама, а вскоре от туберкулёза умирает и сестра Лиза. Дмитрий остаётся совершенно один. Нелегко даётся и обучение в институте: за первый курс почти по всем предметам он получает лишь удовлетворительные оценки и занимает из 27 только 25 место. Однако на старших курсах, благодаря своему неимоверному усердию, Дмитрий становится одним из лучших студентов: его среднегодовой бал равен 4,5 баллам (из пяти возможных). Через всю свою жизнь Менделеев пронесёт чувство благодарности своим замечательным преподавателям, сыгравшим огромную роль в его научном становлении. Среди них были такие известные учёные, как академики и профессора Петербургского университета: физик Э. Х. Ленц, химик А. А. Воскресенский, математик и механик М. В. Остроградский, минералог М. С. Куторга и зоолог Ф. Ф. Брант. Развитию индивидуальных способностей юноши способствовала и сама обстановка закрытого учебного учреждения: малое число студентов, заботливое отношение со стороны преподавательского состава. Отягощало учёбу лишь слабое здоровье. Из-за сырого петербургского климата у Дмитрия обострилась чахотка (часто страдал приступами горлового кровотечения).

Несмотря на слабое здоровье, Дмитрий Менделеев в 1855 году блестяще сдаёт выпускные экзамены и заканчивает с золотой медалью Главный педагогический институт, получив диплом старшего преподавателя. По совету врачей, считавших, что юноша может умереть от туберкулёза, он на некоторое время переезжает на юг. В Симферополе 21-летнему Дмитрию Менделееву удаётся попасть на приём к известному врачу Николаю Ивановичу Пирогову, который опровергает ранее высказанный страшный диагноз, назначает необходимое лечение и возвращает Менделеева к жизни. Проработав полгода в Одессе учителем Ришельевской гимназии, Дмитрий в 1856 году возвращается в Петербург и защищает диссертацию на степень магистра химии «Об удельных объёмах». В 23 года Менделеев становится приват-доцентом Императорского Санкт-Петербургского университета, где читает лекции сначала по теоретической, а потом по органической химии.

2.2 Преподавательская деятельность; защита диссертации

Более 35 лет своей жизни посвятил учёный преподавательской работе. В 1855 году, сразу после окончания института, Дмитрий Менделеев едет преподавать в Симферопольскую гимназию. Но из-за военного положения, связанного с Крымской войной (1853 - 1856), учебные занятия в Симферополе были прекращены, и Менделеев получает распределение в Одессу, где работает старшим учителем в гимназии при Ришельевском лицее. Здесь он с головой уходит в работу: преподает математику, физику и биологию. Кроме этого Менделеев разрабатывает проект организации при гимназии кабинета естественных наук и приступает к его осуществлению. По вечерам он пишет магистерскую диссертацию «Удельные объемы». Как только в гимназии заканчиваются занятия, Д. И. Менделеев возвращается в Петербург, в мае - июне успешно сдает магистерские экзамены, а в сентябре 1856 года блестяще защищает диссертацию. 9 января 1857 года Д. И. Менделеева утверждают в звании приват-доцента Императорского Санкт-Петербургского университета по кафедре химии. В университете он проработает до 1890 года (с 1865 года-- профессор химической технологии, с 1867 года-- профессор общей химии).

В апреле 1859 года талантливого молодого ученого Д. И. Менделеева на два года направляют за границу «для усовершенствования в науках». Он посещает многие университеты Европы, осматривает их лаборатории, закупает оборудование, необходимое ему для собственных исследований. Одним из ярких событий этой поездки стало участие Менделеева в составе делегации русских химиков в работе Международного химического конгресса в Карлсруэ (1860 год), где в совместном обсуждении вопросов он сблизился с известными европейскими учеными.

Вернувшись в Россию в 1861 году, Д. И. Менделеев возобновляет преподавательскую работу. Он читает лекции в Санкт-Петербургском университете; в 1863 - 1872 годах занимает должность профессора в Санкт-Петербургском Технологическом институте,где одновременно руководит институтской химической лабораторией; преподаёт в Николаевской инженерной академии и училище (до 1866 года), в Институте инженеров путей сообщения (до 1864 года) и во Втором кадетском корпусе (до 1862 года).

С 1870 по 1877 год Дмитрий Иванович постоянно читает лекции на Владимирских женских курсах, а в 1878 году при его активном содействии открываются Бестужевские курсы, давшие высшее образование сотням женщин, стремившимся к знаниям.

Первым блестящим результатом трудов Д. И. Менделеева стала «Органическая химия», изданная в 1861 году после возвращения учёного из-за границы. Этот учебник, не имеющий себе подобного в европейской литературе, был превосходен по ясности и простоте изложения. Примечательно, что «Органическая химия» была Менделеевым за рекордно короткий срок - несколько недель. Труд учёного был высоко оценен Санкт-Петербургской Академией Наук: «Органическая химия» Менделеева получила на конкурсе Первую Демидовскую премию - 1500 рублей! 

Еще одним грандиозным творением Менделеева стал учебник «Основы химии», к работе над которым он приступил в 1868 году. Обнаружив, что ни в России, ни за рубежом нет курса химии, достойного быть отрекомендованным студентам, Менделеев решил его написать сам. Этот фундаментальный труд выходил в течение нескольких лет отдельными выпусками. Первый выпуск, содержащий введение, рассмотрение общих вопросов химии, описание свойств водорода, кислорода и азота, был закончен сравнительно быстро - он появился уже летом 1868 г. Но, работая над вторым выпуском, Менделеев столкнулся с большими затруднениями, связанными с систематизацией и последовательностью изложения материала. Попытка преодолеть возникшие при написании учебника проблемы и привела учёного к открытию периодического закона и созданию периодической системы. Раз от раза Менделеев постоянно совершенствует и углубляет содержание своего труда. В нем своевременно находили отражение и авторскую оценку новейшие открытия в химии и других областях естествознания. Последний выпуск «Основ» с приложенной к нему периодической таблицей выходит в 1871 году.

Сам Менделеев рассматривал соответствующий курс, как курс общей химии, который был бы полезен не только будущим химикам, но и физикам, биологам, геологам и инженерам. Кроме того, текст, напечатанный крупным шрифтом, отвечал программе средних учебных заведений. Таким образом, число читателей учебника было исключительно велико - от гимназистов до академиков. «Основы химии» выдержали при жизни учёного восемь изданий и много раз переиздавались после его смерти, были изданы и за рубежом: во Франции, Германии, Англии. Незадолго до своего ухода Менделеев так писал о своём труде: «Эти «Основы» - любимое дитя моё. В них мой образ, и мой опыт педагога, и мои задушевные научные мысли. В «Основы химии» вложены мои духовные силы и моё наследство детям».

Среди богатейшего научного наследия Д. И. Менделеева около 40 работ посвящено проблемам отечественного образования. Труды учёного по праву ставят его в первые ряды прогрессивных представителей русской педагогической мысли! В центре внимания Менделеева оказываются такие вопросы, как система школ и содержание образования, подготовка учительских кадров и оценка педагогического труда.

Известно, что в 1890-ые года Россия занимала лишь 14 место в мире по числу учащихся, приходящемуся на всех жителей страны. Поэтому программу народного образования, которую выдвигал Д. И. Менделеев, для того времени можно считать максимальной. По мнению учёного, начальная школа должна быть в каждой деревне, неполная средняя - в каждом селе, полная - в каждом городе, а высшее учебное заведение - в каждом областном (уездном) городе.

Менделеев был горячим сторонником расширения объема преподавания естественных наук в гимназиях и школах за счет сокращения часов на классические древние языки. Учёный считал, что учебные предметы в средней школе следует «разделить на 3 группы: 1) русский язык и математика, которые надо положить в основу преподавания; 2) естествознание, физика, география, история, законоведение - они должны развивать сознательное отношение к окружающему и давать элементарную подготовку для высшего специального образования; 3) иностранный язык, рисование, черчение, ручной труд, пение и опыты - предметы, необходимые для разностороннего развития».

Необычайно актуально в настоящее время звучат и другие мысли учёного, который полагал, что главная задача среднего образования состоит в личностном развитии учеников, в росте их сознательного отношения к окружающему, наблюдательности, внимания. Интересным представляется и мнение Менделеева относительно экзаменов. В статье «Экзамены», он пишет:«…устные, массовые экзамены (т.е. переходные и выпускные) при обучении следует уничтожить, а на вступительные (состязательные) следует смотреть только, как на неизбежную необходимость, определяемую отношением спроса (т.е. желающих поступить) к предложению (т.е. к числу принимаемых)».

Исключительную роль в улучшения образования Дмитрий Иванович отводил подготовке и личным качествам преподавателей. Придавая большое значение труду учителя, он вместе с тем предъявлял к нему самые высокие требования: «Истинное дело учителя делается исключительно нервами; надо - так сказать - заразить учеников трудолюбием, сознательным и разумным отношением к частностям жизни...».

Предъявляя высокие требования к преподавателям («Ценит учителя - любовь учеников, ... стоустная молва и вся жизнь самих учителей»), профессор Менделеев и сам отвечал им. Многогранность характера великого ученого отражалась и на его методике преподавания. Лекции Д. И. Менделеева не были лекциями просто по общей химии. Они изобиловали частыми отступлениями в другие области - в физику, астрономию, биологию, геологию. Дмитрий Иванович прививал своим ученикам умение наблюдать и думать, умение, которого не может дать ни один учебник. Сам Менделеев о своих лекциях говорил: «Ко мне в аудиторию ломились не ради красных слов, а ради мыслей». К сожалению, в 1890 году Дмитрий Иванович был вынужден покинуть университет из-за конфликта с министром просвещения, который во время студенческих волнений отказался принять от Менделеева петицию студентов.

Вопрос о качественном профессиональном образовании будущих педагогов занимает в работах учёного центральное место. Ратуя за организацию особых высших учебных заведений для подготовки учителей, Д. И. Менделеев детально разрабатывает проект создания «Главного училища наставников». К сожалению, его проект, представленный в 1905 году министру народного просвещения графу И. И. Толстому, так и не был претворен в жизнь из-за отсутствия средств.

В конце 19 в. - начале 20 в. учёный принимает активное участие в организации высших учебных заведений России. Д.И.Менделеев был одним из основателей Санкт-Петербургского Политехнического института (1899); разрабатывал проект преобразования Санкт-Петербургского Электротехнического института (1899), принимал участие в создании химического отделения Томского Технологического института (1900), был одним из основателей и председателем Государственной экзаменационной комиссии Политехнического института в Киеве (1903).

Дмитрий Иванович Менделеев, талантливый педагог и гениальный учёный, стал воспитателем и идейным вдохновителем для многих выдающихся учёных. Его учениками и последователями были А. А. Байков, В. И. Вернадский, Т. Т. Густавсон, В. А. Кистяковский, В. Л. Комаров, Д. П. Коновалов, Н. С. Курнаков, А. Л. Потылицын, К. А. Тимирязев, В. Е. Тищенко, И. Ф. Шредер и др. На склоне лет, подводя итог своей педагогической работе, учёный писал: "Из тысяч моих учеников много теперь повсюду видных людей, и, встречая их, всегда слышал, что доброе в них семя полагал, а не просто отбывал повинность..." 



Глава 3. Научная деятельность

3.1 Периодический закон

В 1869 году Дмитрий Иванович Менделеев сформулировал периодический закон и создал Периодическую систему химических элементов.

Открытию периодического закона предшествовало 15 лет напряженной работы. 1 марта 1869 г.

Периодический закон был открыт на основе характеристики атома - относительной атомной массы. менделеев химический обучение

Менделеев расположил химические элементы в порядке возрастания их атомных масс и заметил, что свойства элементов повторяются через определенный промежуток - период, Дмитрий Иванович расположил периоды друг под другом, так, чтобы сходные элементы располагались друг под другом - на одной вертикали, так была построена периодическая система элементов

1 марта 1869 г. Формулировка периодического закона Д.И. Менделеева:

«Свойства простых веществ, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов элементов.»

Но сторонников периодического закона сначала было очень мало, даже среди русских ученых. Противников - много, особенно в Германии и Англии. Открытие периодического закона - это блестящий образец научного предвидения: в 1870 г. Дмитрий Иванович предсказал существование трех еще неизвестных тогда элементов, которые назвал экасилицием, экаалюминием и экабором. Он сумел правильно предсказать и важнейшие свойства новых элементов. И вот через 5 лет, в 1875 г., французский ученый П.Э. Лекок де Буабодран, ничего не знавший о работах Дмитрия Ивановича, открыл новый металл, назвав его галлием. По ряду свойств и способу открытия галлий совпадал с экаалюминием, предсказанным Менделеевым. Но его вес оказался меньше предсказанного. Несмотря на это, Дмитрий Иванович послал во Францию письмо, настаивая на своем предсказании.

Ученый мир был ошеломлен тем, что предсказание Менделеевым свойств экаалюминия оказалось таким точным. С этого момента периодический закон начинает утверждаться в химии. В 1879 г. Л. Нильсон в Швеции открыл скандий, в котором воплотился предсказанный Дмитрием Ивановичем экабор. В 1886 г. К. Винклер в Германии открыл германий, который оказался экасилицием.

Ещё в конце 19 века Д.И. Менделеев писал, что, по-видимому, атом состоит из других более мелких частиц. После его смерти в 1907 г. было доказано, что атом состоит из элементарных частиц. Теория строения атома подтвердила правоту Менделеева, перестановки данных элементов не в соответствии с ростом атомных масс полностью оправданы.

Современная формулировка периодического закона:

«Свойства химических элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от величины заряда ядер их атомов, выражающейся в периодической повторяемости структуры внешней валентной электронной оболочки.»

И вот спустя более 130 лет после открытия периодического закона мы можем вернуться к словам Дмитрия Ивановича, взятым в качестве девиза нашего урока: «Периодическому закону будущее не грозит разрушением, а только надстройка и развитие обещаются». Графическим изображением периодического закона является периодическая система химических элементов. Это краткий конспект всей химии элементов и их соединений.

3.2 Удельные объёмы. Химия силикатов и стеклообразного состояния

Первые работы Д. И. Менделеева в 1854 году представляют собой химические анализы силикатов. Это были исследования «ортита из Финляндии» и «пироксена из Рускиалы в Финляндии», о третьем анализе минеральной глинистой породы -- умбры -- имеются сведения только в сообщении С. С. Куторги в Русском географическом обществе. К вопросам аналитической химии силикатов, Д. И. Менделеев возвращался в связи с магистерскими экзаменами -- письменный ответ касается анализа силиката, содержащего литий. Этот небольшой цикл работ послужил возникновению интереса у исследователя к изоморфизму: состав ортита учёный сравнивает с составами других сходных минералов и приходит к выводу, что такое сопоставление позволяет построить изменяющийся по химическому составу изоморфный ряд.

В мае 1856 года Д. И. Менделеев, вернувшись в Санкт-Петербург из Одессы, подготовил диссертационную работу под обобщённым названием «Удельные объёмы» -- многоплановое исследование, своеобразную трилогию, посвящённую актуальным вопросам химии середины XIX века. Большой объём работы (около 20 печатных листов) не позволил издать её полностью. Опубликована была только первая часть, озаглавленная, как и вся диссертация «Удельные объёмы»; из второй части позднее был напечатан только фрагмент в виде статьи «О связи некоторых физических свойств тел с химическими реакциями»; третья же часть при жизни Д. И. Менделеева не была полностью опубликована -- в сокращённом виде она была представлена в 1864 году в четвёртом выпуске «Технической энциклопедии», посвящённой стекольному производству. Через взаимосвязь освещаемых в работе вопросов Д. И. Менделеев последовательно приближался к постановке и решению наиболее существенных в его научном творчестве проблем: выявлению закономерностей при классификации элементов, построению системы, характеризующей соединения через их состав, строение и свойства, создание предпосылок формирования зрелой теории растворов.

В первой части этого труда Д. И. Менделеева -- детального критического анализа литературы, посвящённой вопросу, им высказана оригинальная мысль о связи молекулярного веса и объёма газообразных тел. Учёный вывел формулу расчёта молекулярного веса газа, то есть впервые была дана формулировка закона Авогадро-Жерара. Позднее выдающийся русский физикохимик Е. В. Бирон напишет: «Насколько мне известно, Д. И. Менделеев первый стал считать, что можно уже говорить о законе Авогадро, так как гипотеза, в виде которой закон был сперва сформулирован, оправдалась при экспериментальной проверке…».

Опираясь на колоссальный фактический материал в разделе «Удельные объёмы и состав кремнезёмных соединений», Д. И. Менделеев приходит к широкому обобщению. Не придерживаясь, в отличие от многих исследователей (Г. Копп, И. Шредер и др.), механистического толкования объёмов соединений как суммы объёмов образующих их элементов, но отдавая должное результатам, полученным этими учёными, Д. И. Менделеев ищет не формальные количественные закономерности в объёмах, а старается установить связь между количественными соотношениями объёмов и совокупностью качественных характеристик вещества. Таким образом он приходит к выводу, что объём, подобно кристаллической форме, является критерием сходства и различия элементов и образуемых ими соединений, и делает шаг в направлении создания системы элементов, прямо указывая на то, что изучение объёмов «может служить на пользу естественной классификации минеральных и органических тел».

Особый интерес представляет часть, именуемая «О составе кремнезёмных соединений». С исключительной глубиной и обстоятельностью Д. И. Менделеевым впервые изложен взгляд на природу силикатов как соединений, подобных сплавам оксидных систем. Учёным установлена связь между силикатами как соединениями типа (MeO)x(SiO)x и «неопределёнными» соединениями других типов, в частности, растворами, что выразилось правильной трактовкой стеклообразного состояния.

Именно с наблюдения процессов стеклоделия начался путь Д. И. Менделеева в науке. Возможно, именно этот факт сыграл определяющую роль в его выборе, во всяком случае, данная тема, непосредственно связанная с химией силикатов, в той или иной форме закономерно соприкасается со многими другими его изысканиями.

Интерес учёного к данному классу веществ, помимо известного практического значения, был связан с развитием важнейшего понятия химии -- химическое соединение, с созданием систематики соединений, с решением вопроса о соотношении понятий: химическое соединение (определённое и неопределённое) -- раствор. Чтобы осознать важность и научное значения самой постановки вопроса, актуальность его и по прошествии более чем столетия, достаточно привести слова одного из специалистов в области химии силикатов, академика М. М. Шульца, сказанные им на XIII Менделеевском съезде, прошедшем в дни 150-летнего юбилея Д. И. Менделеева: «…До сегодняшнего дня нет общих определений, которые устанавливали бы чёткое соотношение сущности понятий „соединение“ и „раствор“. …Как только атомы и молекулы вступают во взаимодействие друг с другом при повышении их концентрации в газе, не говоря уже о конденсированных фазах, так сразу же возникает вопрос, на каком уровне по энергии взаимодействия и при каком численном соотношении между взаимодействующими частицами можно отделить друг от друга понятия „химическое соединение частиц“ или их „взаимный раствор“: для этого нет объективных критериев, они ещё не выработаны, несмотря на бесчисленное количество работ на эту тему и кажущуюся простоту».Изучение стекла помогло Д. И. Менделееву глубже понять природу кремнекислых соединений и на этом своеобразном веществе увидеть некоторые важные особенности химического соединения вообще.Темам стеклоделия, химии силикатов и стеклообразного состояния Д. И. Менделеевым посвящено около 30 работ.

3.3 Исследование газов

Эта тема в творчестве Д. И. Менделеева связана, прежде всего, с поиском учёным физических причин периодичности. Так как свойства элементов находились в периодической зависимости от атомных весов, массы, исследователь мыслил возможность пролить свет на эту проблему, выясняя причины сил тяготения и посредством изучения свойств передающей их среды.

Одна из гипотез Д. И. Менделеева сводилась к тому, что специфическим состоянием газов воздуха при большом разрежении и мог оказаться «эфир» или некий-то газ с очень малым весом. Д. И. Менделеевым написано на оттиске из «Основ химии», на периодической системе 1871 года: «Легче всех эфир, в миллионы раз»; а в рабочей тетради 1874 года учёный выражает ещё более ясно ход мысли: «При нулевом давлении у воздуха есть некоторая плотность, это и есть эфир!». Тем не менее, среди его публикаций этого времени таких определённых соображений не высказано (Д. И. Менделеев. Попытка химического понимания мирового эфира. 1902).

В контексте предположений, связанных с поведением сильно разреженного газа (инертного -- «наилегчайшего химического элемента») в космическом пространстве, Д. И. Менделеев опирается на сведения, полученные астрономом А. А. Белопольским: «Инспектор Главной Палаты мер и весов, обязательно снабдил меня следующими результатами новейших исследований, в том числе и г. Белопольского». А далее он прямо ссылается на эти данные в своих выводах.

При всей гипотетической направленности исходных предпосылок этих исследований, основным и наиболее важным результатом в области физики, полученным благодаря им Д. И. Менделеевым, явился вывод уравнения идеального газа, содержащего универсальную газовую постоянную. Также очень важным, но несколько преждевременным, было предложенное Д. И. Менделеевым введение термодинамической шкалы температур.

Учёным также было избрано правильное направление для описания свойств реальных газов. Вириальные разложения, использованные им, соответствуют первым приближениям в известных сейчас уравнениях для реальных газов.

В разделе, имеющем отношение к исследованиям газов и жидкостей, Д. И. Менделеевым сделано 54 работы.

3.4 Учение о растворах

На протяжении всей своей научной жизни Д. И. Менделеева не ослабевал его интерес к «растворной» тематике. Наиболее значительные его исследования в этой области относятся к середине 1860-х, а важнейшие -- к 1880-м годам. Тем не менее, публикации учёного показывают, что и в другие периоды своего научного творчества он не прерывал изысканий, способствовавших созданию основы его учения о растворах. Концепция Д. И. Менделеева эволюционировала от весьма противоречивых и несовершенных первоначальных представлений о природе этого явления в неразрывной связи с развитием его идей в других направлениях, в первую очередь -- с учением о химических соединениях.

Д. И. Менделеев показал, что правильное понимание растворов невозможно без учёта их химизма, отношения их к определённым соединениям (отсутствия грани между таковыми и растворами) и сложного химического равновесия в растворах -- в разработке этих трёх неразрывно связанных аспектов заключается основное его значение. Однако сам Д. И. Менделеев никогда не называл свои научные положения в области растворов теорией -- не сам он, а его оппоненты и последователи так именовали то, что он называл «пониманием» и «представлением», а труды настоящего направления -- «попыткой осветить гипотетическим воззрением всю совокупность данных о растворах» -- «…до теории растворов ещё далеко»; основное препятствие в её формировании учёный видел «со стороны теории жидкого состояния вещества».

Нелишним будет отметить, что, развивая это направление, Д. И. Менделеев, поначалу априорно выдвинув идею о температуре, при которой высота мениска будет нулевой, в мае 1860 года провёл серию опытов. При определённой температуре, которую экспериментатор назвал «абсолютной температурой кипения», нагретый в парафиновой ванне в запаянном объёме жидкий хлорид кремния (SiCl4) «исчезает», перейдя в пар. В статье, посвящённой исследованию, Д. И. Менделеев сообщает, что при абсолютной температуре кипения, полный переход жидкости в пар сопровождается уменьшением поверхностного натяжения и теплоты испарения до нуля. Эта работа -- первое крупное достижение учёного.

Важен также тот факт, что теория растворов электролитов приобрела удовлетворительную направленность, только восприняв идеи Д. И. Менделеева, когда произошёл синтез гипотезы о существовании ионов в растворах электролитов с менделеевским учением о растворах.



3.5 Комиссия для рассмотрения медиумических явлений

Имевшие в середине XIX века немало сторонников в Западной Европе и Америке, к 1870-м годам получили некоторое распространение и в русской культурной среде -- воззрения, подразумевающие поиск разрешения проблем непознанного в обращении к вульгарным формам мистицизма и эзотерики, в частности -- к явлениям, именуемым с некоторых пор паранормальными, а в обыденном, лишённом наукообразия лексиконе -- спиритуализмом, спиритизмом или медиумизмом.

Д. И. Менделеев писал об основных «движителях» интереса к такого рода спекуляциям соприкосновением умопостигаемого и подсознательного.

Опыты по изучению действий «медиумов», братьев Петти и госпожи Клейер, присланной У. Круксом по просьбе А. Н. Аксакова, начались весной 1875 года. В качестве оппонентов выступали А. М. Бутлеров, Н. П. Вагнер и А. Н. Аксаков. Первое заседание -- 7 мая (председатель -- Ф. Ф. Эвальд), второе -- 8 мая. После этого работа комиссии была прервана до осени -- третье заседание состоялось только 27 октября, а уже 28 октября педагог, деятель столичной думы Фёдор Фёдорович Эвальд, входивший в первый состав комиссии, пишет Д. И. Менделееву: «…чтение книг, составленных господином А. Н. Аксаковым и т. подобных увражей произвело на меня решительное отвращение ко всему, касающемуся до спиритизма, медиумизма тоже» -- он устраняется от участия. На смену ему в работу комиссии, несмотря на большую педагогическую загруженность, были включены физики Д. К. Бобылёв и Д. А. Лачинов.

На разных этапах работы комиссии (весна 1875-го, осень -- зима 1875--1876 годов) в её состав входили: Д. К. Бобылёв, И. И. Боргман, Н. П. Булыгин, Н. А. Гезехус,Н. Г. Егоров, А. С. Еленев, С. И. Ковалевский, К. Д. Краевич, Д. Лачинов, Д. Менделеев, Н. П. Петров, Ф. Ф. Петрушевский, П. П. Фан-дер-Флит, А. И. Хмоловский, Ф. Ф. Эвальд.

Работа комиссии и полемика вокруг предмета её рассмотрения вызвала живой отклик не только в периодике, которая в целом заняла сторону здравомыслия. Д. И. Менделеев, впрочем, в итоговом издании предостерегает журналистов от легкомысленного, однобокого и неправильного толкования роли и влияния суеверия. Свою оценку дали П. Д. Боборыкин, Н. С. Лесков, многие другие и, прежде всего, Ф. М. Достоевский. Критические замечания последнего в большей степени имеют отношение не к спиритуализму как таковому, противником которого сам он являлся, а к рационалистическим взглядам Д. И. Менделеева. Ф. М. Достоевский указывает: «при „хотении верить“, хотению может быть дано новое оружие в руки». В начале 21-ого века этот упрек сохраняет силу: «Не буду углубляться в описание технических приемов, которые мы вычитали в ученых трактатах Менделеева … Применив некоторые из них на опыте, мы обнаружили, что можем установить особую связь с какими-то непостижимыми для нас, но совершенно реальными существами.»

Подводя итог, Д. И. Менделеев указывает на различие, коренящееся в исходной нравственной позиции исследователя: в «добросовестном заблуждении» или сознательном обмане. Именно нравственные принципы он ставит во главу угла в общей оценке всех аспектов и самого феномена, его толкования и, в первую очередь, убеждений учёного, независимых от его непосредственной деятельности -- и должен ли он их иметь вообще? В ответ на письмо «Матери семейства», обвинившей учёного в насаждении грубого материализма, он заявляет, что «готов служить, так или иначе, средством для того, чтобы было меньше грубых материалистов и ханжей, а побольше было бы людей истинно понимающих, что между наукою и нравственными началами существует исконное единство».

В творчестве Д. И. Менделеева эта тема, как и всё в круге его интересов, закономерно связана сразу с несколькими направлениями его научной деятельности: психология, философия, педагогика, популяризация знаний, исследование газов, воздухоплавание, метеорология и т. д.; то, что она лежит на этом пересечении, показывает и публикация, резюмирующая деятельность комиссии.

3.6 Воздухоплавание

Занимаясь вопросами воздухоплавания, Д. И. Менделеев, во-первых, продолжает свои исследования в области газов и метеорологии, во-вторых -- развивает темы своих работ, вступающих в соприкосновение с темами сопротивления среды и кораблестроения.

В 1875 году он разработал проект стратостата объёмом около 3600 мі с герметической гондолой, подразумевающий возможность подъёма в верхние слои атмосферы (первый такой полёт в стратосферу осуществлён был О. Пикаром только в 1924 году). Д. И. Менделеев также спроектировал управляемый аэростат с двигателями. В 1878 году учёный, находясь во Франции, совершил подъём на привязном аэростате Анри Жиффара.

Летом 1887 года Д. И. Менделеев осуществил свой знаменитый полёт. Возможным стало это и благодаря посредству Русского технического общества в вопросах оснащения. Важную роль в подготовке этого мероприятия сыграли В. И. Срезневский и в особой степени изобретатель и аэронавт С. К. Джевецкий.

Д. И. Менделеев, рассказывая об этом полёте, разъясняет почему РТО обратилось именно к нему с такой инициативой: «Техническое общество, предложив мне произвести наблюдения с аэростата во время полного солнечного затмения, хотело, конечно, служить знанию и видело, что это отвечает тем понятиям и роли аэростатов, какие ранее мною развивались».

Обстоятельства подготовки к полёту ещё раз говорят о Д. И. Менделееве, как о блестящем экспериментаторе (здесь можно вспомнить о том, что он считал: «Профессор, который только читает курс, а сам не работает в науке и не двигается вперед, -- не только бесполезен, но прямо вреден. Он вселит в начинающих мертвящий дух классицизма, схоластики, убьет их живое стремление»). Д. И. Менделеев был очень увлечён возможностью с аэростата впервые наблюдать солнечную корону во время полного затмения. Он предложил использовать для наполнения шара не светильный газ, а водород, который позволял подняться на большую высоту, что расширяло возможности наблюдения. И здесь снова сказалось сотрудничество с Д. А. Лачиновым, приблизительно в это же время разработавшим электролитический способ получения водорода, на широкие возможности использования которого Д. И. Менделеев указывает в «Основах химии».

Естествоиспытатель предполагал, что изучение солнечной короны должно дать ключ к пониманию вопросов, связанных с происхождением миров. Из космогонических гипотез его внимание привлекла появившаяся в то время идея о происхождении тел из космической пыли: «Тогда солнце со всей его силой само оказывается зависящим от невидимо малых тел, носящихся в пространстве, и вся сила солнечной системы черпается из этого бесконечного источника и зависит только от организации, от сложения этих мельчайших единиц в сложную индивидуальную систему. Тогда „корона“, быть может, есть сгущённая масса этих мелких космических тел, солнце образующих и его силу поддерживающих». В сопоставлении с другой гипотезой -- о происхождении тел солнечной системы из вещества солнца -- он высказывает такие соображения: «Как ни противоположны на первый взгляд кажутся эти понятия, они так или иначе уложатся, помирятся -- таково свойство науки, которая содержит выводы мысли, испытанные и проверенные. Надо только не довольствоваться одним уже установленным и узнанным, надо не окаменеть в нём, всё дальше и глубже, точнее и подробнее изучать все явления, могущия содействовать разъяснению этих коренных вопросов. „Корона“ этому изучению, конечно, во многом поможет».

Этот полёт привлёк внимание широкой общественности. Военное министерство предоставило воздушный шар «Русский» объёмом 700 мі. В Боблово 6 марта приезжает И. Е. Репин, и вслед за Д. И. Менделеевым и К. Д. Краевичем направляется в Клин. В эти дни им были сделаны зарисовки.

7 августа на месте старта -- пустыре на северо-западе города, близ Ямской слободы, несмотря на ранний час, собираются огромные толпы зрителей. С Д. И. Менделеевым должен был лететь пилот-аэронавт А. М. Кованько, но из-за прошедшего накануне дождя повысилась влажность, шар намок -- двух человек поднять был не в состоянии. По настоянию Д. И. Менделеева его спутник вышел из корзины, предварительно прочитав учёному лекцию об управлении шаром, показав, что и как делать. Менделеев отправился в полёт в одиночестве.

Аэростат не смог подняться так высоко, как требовали того условия предполагаемых экспериментов -- солнце частично заслоняли облака. В дневнике исследователя первая запись приходится на 6 ч 55 м -- по прошествии 20 минут после взлёта. Учёный отмечает показания анероида -- 525 мм и температуру воздуха -- 1,2°: «Пахнет газом. Сверху облака. Ясно кругом (то есть в уровне аэростата). Облако скрыло солнце. Уже три версты. Подожду самоопускания».В 7 ч 10--12 м: высота 3,5 версты, давление 510--508 мм по анероиду. Шар покрыл расстояние около 100 км, поднявшись на высоту в максимуме -- до 3,8 км; пролетев над Талдомом в 8 ч 45 м, приблизительно в 9 ч начал снижаться. Между Калязином и Переславлем-Залесским, около деревни Спас-Угол (имение М. Е. Салтыкова-Щедрина) произошла успешная посадка. Уже на земле, в 9 ч 20 м, Д. И. Менделеев заносит в записную книжку показания анероида -- 750 мм, температура воздуха -- 16,2°. Во время полёта учёный устранил неисправность управления главным клапаном аэростата, что показало хорошее знание практической стороны воздухоплавания.

Высказывалось мнение, что удачный полёт явился стечением счастливых случайных обстоятельств -- аэронавт не мог с этим согласиться -- повторив известные слова А. В. Суворова «счастье, помилуй Бог, счастье», он добавляет: «Да надо что-то и кроме него. Мне кажется, что всего важнее, кроме орудий спуска -- клапана, гидрона, балласта и якоря, спокойное и сознательное отношение к делу. Как красота отвечает, если не всегда, то чаще всего высокой мере целесообразности, так удача -- спокойному и до конца рассудительному отношению к цели и средствам».

Международный комитет по аэронавтике в Париже за этот полёт удостоил Д. И. Менделеева медали французской Академии аэростатической метеорологии.

Учёный оценивает этот свой опыт следующим образом: «Если бы мой полёт из Клина, ничего не прибавивший в отношении к знанию „короны“, послужил бы к возбуждению интереса метеорологических наблюдений с аэростатов внутри России, если бы он, кроме того, увеличил общую уверенность в том, что летать на аэростатах можно с удобством даже новичку, тогда бы я не напрасно летал по воздуху 7-го августа 1887 года».

...