При окончании института Менделеев написал первую крупную научную работу— диссертацию «Изоморфизм в связи с другими отношениями кристаллической формы к составу». «В Главном педагогическом институте, – вспоминал впоследствии Дмитрий Иванович, - требовалась при выходе диссертация на свою тему — я избрал изоморфизм... Составление этой диссертации вовлекло меня более всего в изучение химических отношений. Этим она определила многое».
Химическая энергия
Фундаментальная триада. Масса
Фундаментальная триада.Химический элемент
Качественные аналогии
Межэлементные отношения.Количественные аналогии
Межэлементные отношения.Случай переходных элементов
Химические трудности
Путь к «естественной системе».Об атомном объеме
Путь к «естественной системе».Четные и нечетные ряды
Путь к «естественной системе».Кислородная грань
Начало открытия периодического закона. «Первая проба»
Возражения Кедрова по поводу«первой пробы»
Трудности графического представления системы
Начало открытия периодического закона. Два класса элементов
Создание «Опыта системы»
Создание «Опыта системы».Документ D2a
Создание «Опыта системы».Документ D2b
Создание «Опыта системы».Документ D3
Создание «Опыта системы». Предварительные итоги
Пути и вехи открытия Периодического закона
Качественные аналогии
Межэлементные отношения.Количественные аналогии
Межэлементные отношения.Случай переходных элементов
Химические трудности
Путь к «естественной системе».Об атомном объеме
Путь к «естественной системе».Четные и нечетные ряды
Путь к «естественной системе».Кислородная грань
Начало открытия периодического закона.«Первая проба»
Возражения Кедрова по поводу«первой пробы»
Трудности графического представления системы
Начало открытия периодического закона.Два класса элементов
Создание «Опыта системы»
Создание «Опыта системы». Документ D2a
Создание «Опыта системы». Документ D2b
Создание «Опыта системы». Документ D3
Создание «Опыта системы». Предварительные итоги
Пути и вехи открытия Периодического закона
Д. И. Менделеев окончил институт в 1855 г. с золотой медалью и был направлен старшим учителем в Симферопольскую гимназию. В Симферополе, а затем в Одессе одновременно с преподаванием Д. И. Менделеев продолжал заниматься научной работой, результатам которой явился следующий крупный научный труд - «Удельные объемы».
В 1856 г. Д. И. Менделеев завершил большую работу «Удельные объемы», ставшую его магистерской диссертацией. В этой работе уже можно обнаружить зачатки практически всех основных научных направлений творчества ученого. В первую очередь следует отметить, что в «Удельных объемах» сделана серьезная попытка классифицировать химические элементы и некоторые соединения на основе физико-химических признаков, в частности плотности и объема. В этом отношении данная работа может рассматриваться как этап на пути к открытию Периодического закона. Интересно отметить, что в этой же работе впервые указана формула для определения молекулярного веса по плотности газа, а также высказаны основополагающие идеи, касающиеся природы неопределенных соединений, — зародыш будущей теории растворов и сплавов.
учителем химии Д.И. Менделеева.
С первых лет обучения Вышнеградский
заметил талант своего ученика и
посвособствовал его развитию
русский композитор и химик-органик,
был с Д.И. Менделеевым в
коммандировке в Гейдельберге
и на химическом конгрессе в Карлскуэ.
в своей работе широко пользовался
Периодическим законом.
В 1884 году Уильям познакомился с
Д.И. Менделеевым, между учеными
установились теплые, дружеские
отношения, продлившиеся всю жизнь.
друг и сподвижник Д. И. Менделеева;
по мнению Менделеева, «один из истинных
укрепителей периодического закона».
В последующие годы Д. И. Менделеев продолжал разрабатывать отдельные положения, высказанные в магистерской диссертации, одновременно занимаясь экспериментальными исследованиями в области физической и органической химии. К периоду 1856—1861 гг. относятся и его первые работы технологического характера. В 1859 г. Д. И. Менделеев был направлен в научную командировку за границу. В Гейдельберге он организовал небольшую собственную лабораторию, где занимался исследованием капиллярности жидкостей. Эти работы, являвшиеся развитием его идей в области физической химии, привели к ряду интересных результатов. В частности, большое значение имеет сформулированное им в этот период понятие о «температуре абсолютного кипения» (критической температуре).
В сентябре 1860 года Д. И. Менделеев принял участие в Международном конгрессе химиков в Карлсруэ, на котором были сформулированы основные химические понятия (молекула, атом, эквивалент).
После возвращения в Россию Д. И. Менделеев читал курс органической химии в Университете. Он написал учебник органической химии, выдержавший два издания и получивший Демидовскую премию Академии наук.
Открытие Периодического закона тесно связано с работами Д. И. Менделеева над фундаментальным трудом «Основы химии». Первое издание этой книги вышло отдельными выпусками в 1868—1871 гг. Вспоминая об этом времени, Д. И. Менделеев отмечал: «Писать начал, когда стал после Воскресенского читать неорганическую химию в университете и когда, перебрав все книги, не нашел, что следует рекомендовать студентам... Тут много самостоятельного в мелочах, а главное — периодичность элементов, найденная именно при обработке „Основ химии"».
Первый вариант таблицы Периодической системы, как показывают исследования архивных материалов, относится к февралю 1869 г.
Рассматривая черновой вариант таблицы, можно заметить, что он состоит из основного ядра — сравнительно ясно и аккуратно написанной центральной части, содержащей элементы-аналоги — галогены, группу серы, азота, углерода, щелочные и щелочноземельные металлы. Кроме того, по краям помещается большое число элементов, по-видимому, не нашедших своего места в Системе. Впоследствии по мере определения их положения в таблице соответствующие элементы зачеркивались. Такие зачеркнутые элементы в основном относятся к редким и переходным металлам, свойства которых в то время еще плохо были изучены.
Любопытно отметить, что уже в этот ранний период Д. И. Менделеев не только предсказывал свойства неизвестных элементов или исправлял атомные веса известных, но и стремился сам путем экспериментального исследования некоторых минералов открыть предсказанные им элементы.
Как известно, три предсказанных Д. И. Менделеевым элемента (экаалюминий, экабор и экасилиций) были открыты еще при жизни ученого и названы соответственно галлием, скандием и германием. В большинстве случаев свойства открытых элементов совпали с указанными Д. И. Менделеевым. Подтверждение предсказаний новых элементов было величайшим триумфом Периодического закона. С 80-х годов начинается борьба за приоритет в его открытии.
«По видимости, Периодическому закону будущее не грозит разрушением, а только надстройки и развитие обещает», — говорил Д. И. Менделеев. Эти пророческие слова ученого полностью оправдались. Дальнейшее развитие атомной физики не только не опровергло Периодический закон, но и подвело под него теоретическую базу. Получило физический смысл и понятие «место в Периодической системе», так как порядковый номер элемента совпадает с величиной заряда ядра атома. В настоящее время продолжается расширение рамок Периодической системы и уже открыто большое число элементов тяжелее урана. Все они находят свое место в Периодической системе.
Исследование растворов также было важным направлением работы Д.И. Менделеева. Первая серия трудов по изучению растворов относится к 1860-м годам, когда Д. И. Менделеев, занимаясь проблемой влияния различных условий на изменение плотностей жидкостей, обратился к исследованию зависимостей плотности растворов от состава при различных температурах. Объектом исследования служили водные растворы этилового спирта. Несомненно, что выбор объекта определялся не только теоретическим интересом, но и запросами практики.
Для особо точных измерений плотности жидкостей Д. И. Менделеев использовал специально сконструированный им прибор — один из видов пикнометра. Исследование по спиртоводным растворам стало темой докторской диссертации Д. И. Менделеева, защищенной им в 1865г. В 1887 г. выходит его фундаментальный труд «Исследование водных растворов по удельному весу». В процессе подготовки этого труда Д. И. Менделеев развил новый способ определения составов соединений в растворах — метод диаграмм «состав — свойство».
