Dmitrij Mendeljejev

Dmitrij Ivanovič Mendeljejev Дми́трий Ива́нович Менделе́ев
Rođenje	8. februar 1834. Tobolsk
Smrt	2. februar 1907(1907-02-02) (72 godine) Sankt Peterburg
Državljanstvo	Rusko carstvo
Narodnost	Rus
Polje	hemija, fizika
Alma mater	Univerzitet Sankt Peterburg
Istaknuti studenti	Dmitrij Petrovič Konovalov, Valerij Gemilian, Aleksander Bajkov
Poznat(a) po	sastavio periodni sistem elemenata
Religija	pravoslavna

Dmitrij Ivanovič Mendeljejev (Tobolsk, 8. februar 1834 – Sankt Peterburg, 2. februar 1907) bio je ruski hemičar i izumitelj. Formulirao je Zakon periodičnosti, napravio svoju verziju periodnog sistema hemijskih elemenata i koristio ga za ispravljanje osobina nekih već otkrivenih elemenata, kao i previđanje osobina elemenata koji do tada još nisu bili otkriveni.

Periodni sistem elemenata je bio važna karika nauke u Drugoj industrijskoj revoluciji. Za razliku od ostalih naučnika, Mendeljejev je predvidio da će se mnogi elementi još otkriti. U nekoliko slučajeva poznato je njegovo neslaganje s prihvaćenim atomskim masama, govorio je da se one ne slažu s Periodnim zakonom, i to se pokazalo kao tačno.

Biografija

Mendeljejev je rođen u selu Verkhnie Aremzyani, u blizini Tobolska u Sibiru, otac mu je bio Ivan Pavlovič Mendeljejev a majka Marija Dmitrijevna Mendeljejev (rođena Kornilijeva). Njegov djed je bio Pavao Maksimovič Sokolov, pravoslavni sveštenik iz regije Tver. Ivan, zajedno sa svojom braćom i sestrama, dobio je novo prezime dok je pohađao teološko sjemenište Mendeljejev je odgajan u pravoslavnom duhu, a majka ga je savjetovala da se drži božanske i naučne istine. Njegov sin je kasnije izjavio da se Mendeljejev kasnije udaljio od crkve i prihvatio neku formu deizma. Mendeljejev je bio jedno od mnogobrojne djece Ivana i Marije, tačan broj ni do danas nije poznat. Različiti izvori navode 11, 13, 14 ili 17 djece. Kada je imao 13 godina, nakon što mu je otac umro, a majčina fabrika uništena u požaru, Mendeljejev je pošao u gimnaziju u Tobolsku. Godine 1849. majka ga je vodila po cijeloj Rusiji nastojeći ga mu priušti više obrazovanje. Univerzitet u Moskvi ga nije primio. Njih dvoje su zatim otišli u Sankt Peterburg, gdje je uspio upisati školu svog oca. Sada siromašna, porodica Mendeljejev se nastanila u Sankt Peterburgu gdje je on završio glavni pedagoški institut 1850. godine. Nakon završene škole, dobio je tuberkulozu, što ga je primoralo da se odseli na Krim 1855. godine. Dok je tamo boravio, u gimnaziji u Simferopolju je postao magistar nauka. Poslije potpunog ozdravljenja vratio se u Sankt Peterburg 1857. godine.

Kasniji život

Između 1859. i 1861., radio je na kapilarnosti tekućina i dizajniranju spektroskopa u Heidelbergu. Krajem augusta 1861. godine napisao je svoju prvu knjigu o spektroskopu. Zaručio se 4. aprila 1862. godine sa Feozvom Nikitična Leščevom a 27. aprila 1862. su se i vjenčali u crkvi Inženjerskog instituta Nikolaev u Sankt Peterburgu. Postao je doktor nauka 1865. kada je odbranio disertaciju na temu o kombinaciji vode sa alkoholom. Upoznao je Anu Ivanovu Popovu 1876. godine koja ga je očarala, te je zaprosio 1881. prijeteći ga će se ubiti ako ga odbije. Razveo se od Leščeve mjesec dana kasnije, da bi početkom 1882. godine oženio Popovu. Njegova kćerka iz drugog braka, Ljubova, postala je kasnije žena poznatog ruskog pjesnika Aleksandera Bloka. Ostala djeca su mu Vladimir (mornar, koji je učestvovao u istraživanju istoka) i kćerka Olga iz prvog braka sa Feozvom, te sin Ivan i blizanci sa Anom.

Iako je Mendeljejev bio nagrađivan od strane mnogih naučnih organizacija širom Evrope, uključujući (1882.) Davyevu medalju Kraljevskog udruženja u Londonu (koje mu je kasnije 1905. godine dalo i Copleyevu medalju), Mendeljejev daje otkaz na Univerzitetu u Sankt Peterburgu 17. augusta 1890. godine.

Godine 1893. postavljen je na mjesto direktora Biroa za mjere i utege. Njegova uloga tamo je bila da upravlja donošenjem novih državnih standarda za proizvodnju votke. Mendeljejev je također istraživao i sastav nafte, pomogao je u otvaranju prve rafinerije nafte u Rusiji. Prepoznao je važnost nafte kao osnovne sirovine u petrohemijskoj industriji. Pripisuje mu je izreka u vezi nafte kao goriva, što je uporedio sa potpaljivanjem vatre u kuhinji novčanicama.

Smatra se ocem ruske naftne industrije. Već 1860tih posjetio je naftna polja u okolini Bakua, u Azerbejdžanu. Po nalogu ruske vlade 1876. godine otputovao je u SAD, gdje je proučavao proizvodnju nafte na naftnim poljima Pennsylvanije. Po povratku u Rusiju, njegove sugestije su bile značajne u pokretanju iskorištavanja ruskih naftnih rezervi. Pronašao je i novu metodu rafiniranja nafte. Sva istraživanja nafte objedinio je u svom radu Naftna industrija u Pennsylvaniji i na Kavkazu.

U političkom pogledu bio je liberal. Na svojim predavanjima, za razliku od svojih kolega, dopuštao je da prisustvuju i žene. Često je slao dopise ruskoj vladi, a općenito se ograđivao od carističke birokratije i političkih represija.

Izabran je za člana Švedske kraljevske akademije nauka 1905. godine. Godinu kasnije, Nobelov komitet za hemiju ga je predložio Švedskoj akademiji za Nobelovu nagradu za hemiju za 1906. godinu u čast njegovog otkrića periodnog sistema. Sekcija za hemiju Švedske akademije je podržala ovu kandidaturu. Tada je Akademija trebala odobriti prijedlog Komiteta, kao što je do tad činila u gotovo svim slučajevima. Međutim, neočekivano, na redovnom zasijedanju Akademije, član Nobelovog komiteta Peter Klason koji se nije slagao sa prijedlogom, predložio je kandidaturu za Henri Moissan. Svante Arrhenius, mada nije bio član Nobelovog komiteta za hemiju, imao je veliki uticaj na Akademiju, također je vršio pritisak da se odbije prijedlog za Mendeljejeva, ističući da je periodni sistem previše staro otkriće da bi se dala nagrada 1906. godine. Po navodima savremenika, Arrhenius je bio motiviran i inatom koji je bio usmjeren protiv Mendeljejeva zbog njegova kritike Arrheniusove teorije disocijacije. Nakon oštre rasprave, većina članova Akademije je glasala za Moissana. Pokušaj da se Mendeljejev ponovno predloži za nagradu 1907. opet je propao zbog potpune opozicije Arrheniusa.

Mendeljejev je umro 1907. godine u 72. godini u Sankt Peterburgu zbog posljedica gripe.

Periodni sistem

Skulptura u čast Mendeljejeva i periodnog sistema u Bratislavi

Glavni članak: Periodni sistem elemenata

Do 1863. godine bilo je poznato 56 hemijskih elemenata, a u to doba novi elementi su se otkrivali otprilike jedan godišnje. I drugi naučnici prije Mendeljejeva su uočili periodičnost elemenata. John Newlands je opisao Zakon oktava, bilježeći njihovu periodičnost po relativnim atomskim masama 1864. godine, što je i objavio godinu kasnije. Njegov prijedlog je identificirao potencijal za nove elemente poput germanija. Međutim, koncept je kritiziran a njegovo otkriće nije priznalo Društvo hemičara sve do 1887. godine. Osim njega, i Lothar Meyer je predložio jedan oblik periodnog sistema u radu objavljenom 1864. godine, gdje je opisao 28 elemenata klasificiranih po njihovim valencijama. Meyer, koji se često smatra i pronalazačem periodnog sistema zajedno sa Mendeljejevom, bio je kritičar i protivnik Periodičnog zakona.

Nakon što je postao profesor, Mendeljejev je napisao kapitalnu knjigu za to doba: Principi hemije u dva toma (1868 - 1870). U njoj je pokušao klasificirati hemijske elemente po njihovim hemijskim osobinama, što je zapazio u pravilnim ponavljajućim obrascima, što ga je navelo da sastavi svoj periodni sistem. Tvrdio je da je imao viziju potpunog redoslijeda elemenata u snu:

U snu sam vidio tabelu gdje su svi elementi pali na tačno traženo mjesto. Probudivši se, odmah sam ih zapisao na papir, samo za jedan element sam morao kasnije ispravljati mjesto.

– Mendeljejev

Neznajući za ranije naučne radove u vezi periodnog sistema tokom 1860tih, napravio je sljedeću tabelu

Cl 35.5	K 39	Ca 40
Br 80	Rb 85	Sr 88
I 127	Cs 133	Ba 137

Dodavajući ostale elemente i slijedeći ovu shemu, Dmitrij je razvio proširenu verziju svog periodnog sistema. Njegovo formalno predstavljanje Ruskom hemijskom društvu 6. marta 1869. godine, Mendeljejev je naslovio Zavisnost između osobina atomskih težina elemenata, u kojoj je opisao elemente u odnosu i na njihove atomske mase i valenciju. U toj prezentaciji naveo je, između ostalog, da:

1. ako se elementi poslože u odnosu na njihove atomske mase, uočava se određena periodičnost njihovih osobina.
2. Elementi koji su slični u pogledu njihovih hemijskih osobina imaju atomske mase koje su ili gotovo sličnih vrijednosti (npr. Pt, Ir, Os) ili koje se pravilno povećavaju (npr. K, Rb, Cs).
3. Raspored elemenata u grupe po redoslijedu njihovih atomskih masa odgovara njihovim takozvanim valencijama, kao i, donekle, njihovim određenim hemijskim osobinama, kao što je to uočljivo duž drugih serija poput Li, Be, B, C, N, O i F.
4. Elementi koji su najviše rasprostranjeni imaju uglavnom male atomske mase.
5. Magnituda atomske mase određuje karakter elementa, kao što magnituda molekule određuje karakter hemijskog spoja.
6. Možemo očekivati otkrića mnogih novih, još neotkrivenih, elemenata, naprimjer dva elementa analogna aluminiju i siliciju, čije bi atomske mase bile između 65 i 75.
7. Atomske mase nekog elementa se mogu ponekad otkriti ili dodati znanjem istih kod nekog susjednog elementa. Tako atomska masa telura mora ležati između 123 i 126, a ne može biti 128. Međutim, ovdje Mendeljejev nije bio upravu jer atomska masa telura (127,6) ostaje viša nego kod joda (126,9) kako je prikazano u modernim periodnim sistemima, a razlog za to je način na koji se atomske mase računaju, zasnovano na ponderisanom prosjeku svih uobičajenih izotopa nekog elementa, a ne samo verzije izotopa kod njih je odnos broja protona i neutrona 1:1, na šta se pozivao Mendeljejev.
8. Određene karakteristične osobine elemenata mogu biti previđene iz njihovih atomskih masa.

Mendeljejev je objavio svoju periodnu tabelu sa svim do tada poznatim elementima i predvidio nekoliko novih elemenata da bi imao popunjenu svu tabelu. Samo nekoliko mjeseci nakon njega, Meyer je objavio gotovo istu tabelu. Neki smatraju da su on i Mendeljejev zajednički autori periodnog sistem, međutim većina se slaže da je zbog Mendeljejevih preciznih predviđanja osobina elemenata koje je nazvao ekasilicij, ekaaluminij i ekabor (danas su poznati kao germanij, galij i skandij, respektivno), daje mu određenu prednost i čast u kreiranju periodnog sistema.

Za osam elemenata za koje je predvidio postojanje, koristio je prefikse eka, dvi, i tri (na sanskritu: jedan, dva, tri) za njihovo imenovanje. Mendeljejev je tvrdio da je tačnost nekih od tada prihvaćenih atomskih masa upitna (one su se tada mogle izmjeriti samo sa vrlo slabom preciznošću), naglašavajući da one ne odgovaraju onima koje pretpostavlja Zakon periodičnosti. On je naveo primjer telura koji ima višu atomsku masu od joda, ali je ova dva elementa postavio u pravilni redoslijed, netačno tvrdeći da su njihove tada prihvaćene atomske mase bile pogrešne. Osim toga, bio je u nedoumici gdje staviti do tada otkrivene lantanoide, a pretpostavio je postojanje još jednog reda tabele gdje bi bili poredani aktinoidi, među kojima su i elementi sa najvećim atomskim masama. Neki su opovrgavali Mendeljejeva predviđanja da bi se moglo otkriti još dosta novih elemenata, međutim njegova predviđanja su se ispostavila tačnim kada su Ga (galij) i Ge (germanij) pronađeni 1875. i 1886. godine, respektivno, savršeno se uklapajući na dva nedostajuća i prazna mjesta u tabeli.

Dajući sanskrit imena nedostajućim elementima, Mendeljejev je pokazao određenu počast i dug sanskritskom gramatičaru iz drevne Indije, koji je kreirao sofisticirane teorije jezika na osnovu otkrića dvodimenzionalne sheme u osnovnim zvukovima. Mendeljejev prijatelj i kolega bio je Otto von Böhtlingk, sanskritist koji je tada pripremao drugo izdanje svoje knjige o Pāṇiniju gotovo u isto vrijeme kao i Mendeljejev, a Dmitrij je imao namjeru dati počast Pāṇiniju svojom nomenklaturom. Primjećujući očite sličnosti između periodnog sistema i uvoda Śiva Sūtras u Pāṇinijevoj gramatici, prof. Paul Kiparsky je napisao:

Analogija između dva sistema je očita. Kao što je Panini pronašao da je fonološka shema zvukova u jeziku funkcija njihovih artikularnih osobina, tako je i Mendeljejev pronašao da su hemijske osobine elemenata funkcija njihovih atomskih masa Poput Paninija, Mendeljejev je do ovog otkrića došao traganjem kroz "gramatiku" elemenata...

Originalni radni papiri koje je napisao lično Mendeljejev pronađeni su nakon mnogo godina i objavljeni su pod nazivom radni (skicirani) sistem elemenata.

Ostala otkrića

Mendeljejev je dao i mnoge druge važne doprinose u oblasti hemije. Ruski hemičar i historičar nauke Lev Čugajev ga je opisao kao genijalnog hemičara, prvoklasnog fizičara, plodnog istraživača u poljima hidrodinamike, meteorologije, geologije, određenih grana hemijske tehnologije (eksplozivi, nafta i gorivo, kao primjeri) i drugih disciplina, manje ili više vezanih za hemiju i fiziku, ali i kao potpunog eksperta hemijske industrije i industrije općenito, odličnog mislioca u oblasti ekonomije i još mnogo toga. Mendeljejev je bio jedna od osnivača Ruskog hemijskog društva 1869. godine. Radio je i na teoriji i praksi protekcionističke trgovine i u oblasti poljoprivrede.

U pokušaju da uoblični hemijsku koncepciju filozofskog pojma etera, postavio je hipotezu da su nekad postojala dva inertna hemijska elementa atomskih masa manjih od vodika. Od ova dva pretpostavljenja elementa, jedan od njih lakši bi bio sveprisutni gas, koji ima svojstvo prolaska kroz svu materiju, dok bi nešto teži od njega bio hipotetski element coronium.

Mendeljejev se mnogo posvetio proučavanjima a dao je i značajne doprinose određivanju prirode takvih neodređenih supstanci kao što su rastvori.

Mendeljejeva medalja

U drugoj oblasti fizikalne hemije, istraživao je širenje tečnosti djelovanjem toplote, predlažući formulu sličnu Gay-Lussacovom zakonu o uniformnosti širenja gasova, dok je 1861. godine anticipirao koncepciju Thomasa Andrewsa o kritičnoj temperaturi gasova definirajući apsolutnu tačku ključanja supstanci kao temperaturu na kojoj su kohezija i entalpija isparavanja jednake nuli a tečnost se pretvara u paru, nezavisno od pritiska i zapremine.

Mendeljejevu se pripisuje da je uveo metrički sistem jedinica u Rusko carstvo.

Izumio je pirokolodij, vrstu bezdimnog baruta zasnovanog na nitrocelulozi. Ovaj rad je prihvatila i preuzela Ruska mornarica, ali ga nije nastavila koristiti. Mendeljejev je 1892. godine organizirao i fabriku za njegovu proizovodnju. Osim toga, Dmitrij je proučavao porijeklo nafte i zaključio da su ugljikovodici abiogenički te da se formiraju duboko unutar Zemlje.

Zapisao je: "Osnovna činjenica je uočiti da se nafta rađa u dubinama Zemlje, i to je jedino mjesto gdje moramo tražiti njeno porijeklo." (Dmitrij Mendeljejev, 1877)

Počasti

Postoji niz mjesta i objekata koji su povezani sa imenom i dostignućima ovog naučnika.

U Sankt Peterburgu njegovo ime nosi Nacionalni institut za mjeriteljstvo koji se bavi sa postavljanjem i podrškom nacionalnim i svjetskim standardima za precizna mjerenja. U neposrednoj blizini instituta nalazi se i spomenik u njegovu čast, koji prikazuje njegov lik kako sjedi, te prikaz periodnog sistema na zidu ove ustanove..

Po njemu je jedan mjesečev krater dobio ime, kao hemijski element sa atomskim brojem 101, radioaktivni mendelevij. Ruska akademija nauka od 1998. godine godišnje dodjeljuje Mendeljejevu zlatnu medalju (prvobitno dodjeljivanu od strane Akademije nauka SSSR od 1962. godine) za dostignuća u hemijskoj nauci i tehnologiji.

Vanjski linkovi

• Originalni periodni sistem, označen. webserver.lemoyne.edu
• Prva draft verzija Mendeljejevog periodnog sistema, 17. februar 1869. chemheritage.org
• "Everything in its Place", esej Olivera Sacksa
• OIL IN MENDELEEV’S LIFE (On the occasion of the 150th anniversary of the great scholar’s first visit to Baku, 1863-2013)
• Porijeklo nafte