Font Size

SCREEN

Profile

Menu Style

Cpanel

Lekcja chemii (II) - Dymitr Mendelejew

W lutym bieżącego roku wypada 180 rocznica urodzin najbardziej znanego rosyjskiego chemika Dymitra Iwanowicza Mendelejewa (il. 1). Urodził się on 8 lutego 1834 r. jako ostatnie, siedemnaste dziecko dyrektora Tobolskiego gimnazjum, Iwana Pawłowicza. W roku urodzenia Dymitra jego ojciec czasowo stracił wzrok i musiał przejść na emeryturę. Tak liczna rodzina nie mogła się z niej utrzymać. Wtedy matka Maria Dmitriewna objęła zarząd huty szkła, której właścicielem był jej brat Wasilij Korniliew.

Huta mieściła się we wsi Ariemzjanskoje pod Tobolskiem i to tam właśnie Mendelejew spędził dzieciństwo. Możliwe, że oglądane na co dzień przetwarzanie piasku w szkło zainteresowało go substancjami chemicznymi.

     
 Il. 1  Il. 2  Il. 3

Swoją edukację rozpoczął w wieku 7 lat, czyli o rok wcześniej niż wymagały tego ówczesne przepisy. Przyspieszenie wyniknęło zapewne z faktu, że mając 5 i pół roku potrafił czytać i pisać. Po ukończeniu gimnazjum w Tobolsku, w roku 1850 kontynuował naukę na wydziale matematyczno-fizycznym Głównego Instytutu Pedagogicznego w Petersburgu. W okresie młodzieńczym Mendelejew miał kłopoty zdrowotne. Lekarze podejrzewali ostatnie stadium gruźlicy, nie dając mu szans na wyzdrowienie. Szczęśliwie nie mieli racji, bo była to tylko niegroźna dla życia wada zastawki sercowej, powodująca mylące krwotoki gardlane. Pomimo choroby utrudniającej studia, ukończył Instytut ze złotym medalem. Duży wpływ w tym czasie wywarł na niego profesor chemii A.Woskresieński, od którego młody Mendelejew nauczył się opanowania i systematyczności (il. 2).

Po zakończeniu edukacji musiał kilka lat odpracować w państwowej służbie pedagogicznej. Aby podreperować zdrowie wybrał Krym, słynny z uzdrowiskowego klimatu. Tutaj miał objąć stanowisko wykładowcy w gimnazjum symferopolskim. Na południu toczyła się wojna krymska, co pokrzyżowało te plany i pozwoliło mu przenieść się do preferowanej Odessy. Będąc gimnazjalnym wykładowcą nauk przyrodniczych prowadził jednocześnie działalność badawczą. Za pracę o objętościach właściwych pierwiastków dostał w roku 1856 stopień magistra na Uniwersytecie Petersburskim. Pod koniec tego roku obronił jeszcze pracę habilitacyjną o budowie związków krzemu i naukowych podstawach szklarstwa. Widzimy tu powrót do pierwszych fascynacji z dzieciństwa (il. 3).

 Il. 4  Il. 5

W 1857 wrócił do Petersburga gdzie jako docent na uniwersytecie wykładał chemię teoretyczną i organiczną oraz prowadził badania naukowe. W roku 1859 został wysłany na dwa lata studiów uzupełniających do Heidelbergu (il. 4). W drodze przez Warszawę i Kraków zahaczył m.in. Wieliczkę gdzie oczywiście zwiedził kopalnię soli. W Niemczech zetknął się z wybitnymi chemikami i fizykami tamtych czasów m.in. H.F. Koppem, E. Erlenmeyerem, W. Bunsenem, G.R. Kirchoffem (il. 5). Prowadził tam badania nad zjawiskiem podciągania kapilarnego i włoskowatości, a także badał zagadnienia spektroskopii, na temat której pod koniec 1861 opublikował książkę. W roku 1860 wziął udział w pierwszym międzynarodowym zjeździe chemików w Karlsruhe. To tam sprecyzowano podstawowe pojęcia jak: atom, cząsteczka, równoważnik.

Il. 6

Il. 7

Po powrocie do Rosji intensywnie pracował, czego efektem był między innymi pierwszy rosyjski podręcznik do chemii organicznej (il. 6). W 1863 roku Mendelejew objął stanowisko profesora chemii w Petersburskim Instytucie Technicznym. 31 stycznia 1865 obronił publicznie rozprawę doktorską "O połączeniach alkoholu z wodą", w której na bazie swojej teorii roztworów, oddziaływań pomiędzy rozpuszczalnikiem i substancją rozpuszczoną, jako pierwszy wyjaśnił zjawisko kontrakcji objętości*. Następnie został powołany na stanowisko profesora zwyczajnego chemii technicznej na Uniwersytecie Petersburskim, a od 1867 przejął katedrę chemii nieorganicznej po prof. Woskresieńskim.

Il. 8

Mendelejew uważał że głównym zadaniem chemii jest zbadanie właściwości pierwiastków, aby na tej bazie przewidywać właściwości tworzonych przez nie związków. W tym kierunku właśnie poszły jego główne badania. W roku 1869 opublikował owoc swoich kilkuletnich prac porządkowania pierwiastków chemicznych (il. 7). Znane wówczas 63 zestawił w tabelę, szeregując je według mas atomowych i zauważył, że ich właściwości powtarzają się okresowo. Pomimo że Mendelejew nie był pierwszym który porządkował pierwiastki, jak również nie był odkrywcą prawa okresowości, to jego tablica uważana jest za pierwotną formę układu okresowego. Głównym powodem tego uznania jest fakt, że odstępstwa od prawidłowości wytłumaczył istnieniem nieznanych jeszcze pierwiastków, a w układzie pozostawił dla nich puste miejsca. Mendelejew przewidział istnienie oraz własności kilku pierwiastków, z których część odkryto jeszcze za jego życia. Gal, skand i german potwierdziły prawidłowość jego rozumowania (il. 8). W roku 1889 będąc w Anglii na zaproszenie Londyńskiego Towarzystwa Chemicznego przedstawił prognozy dotyczące odkrycia pierwiastka, który nazywał dvi-tellurem. Został on odkryty 9 lat później przez Marię Curie-Skłodowską i jej męża Pierre i nazwany na cześć ojczyzny uczonej polonem (il. 9).

Il. 9

Il. 10

Mendelejew był szeroko doceniany przez ówczesny świat nauki. Otrzymał m.in. Medal Copleya przyznany przez Royal Society z siedzibą w Londynie. Od 1876 był członkiem korespondentem Petersburskiej Akademii Nauk (wskutek intryg nigdy nie wybrany na członka rzeczywistego), członkiem czynnym wielu zagranicznych akademii nauk, m.in. Polskiej Akademii Umiejętności (od 1891). Przyczynił się do założenia Rosyjskiego Towarzystwa Chemicznego (il. 10).

W 1890 roku na drodze kariery naukowej stanęły jego poglądy i trudny charakter. Ujął się za studentami domagającymi się liberalizacji systemu władzy, co zaowocowało konfliktem z  ministrem oświaty i naganą. Urażony tym Mendelejew 17 sierpnia 1890 r. zrezygnował z posady na Uniwersytecie Petersburskim. Od 1893 roku był dyrektorem Urzędu Miar i Wag. Tutaj opracował nowe państwowe przepisy dotyczące produkcji spirytualiów i sprecyzował w sposób naukowy, niejasne dotąd, potoczne pojęcie "wódka". Jako skutek jego prac, w 1894 roku zostały wprowadzone ukazy carskie określające zawartość etanolu w wódce na poziomie 40% objętościowych. Opatentowano przyjęty oficjalnie przez władzę narodowy trunek o nazwie Moskiewski Specjał (il. 11).

 Il. 11  Il. 12  Il. 13

W 1905 roku Mendelejew został przyjęty w poczet członków Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk. W następnym roku Komitet Noblowski nominował go do nagrody w dziedzinie chemii za odkrycie układu okresowego pierwiastków. Sytuację niemal pewnej wygranej odwróciły intrygi i animozje istniejące w świecie nauki. Kandydatura upadła oficjalnie z powodu tego, że odkrycie Mendelejewa było zbyt stare na nagrodę. Za jego głównego przeciwnika uważa się szwedzkiego chemika Svante Arrheniusa (il. 12), a zwycięzcą roku 1906 został Henrie Moissan (il. 13). Mendelejew nie doczekał drugiej szansy, zmarł 2 lutego 1907r w wieku 72 lat w Petersburgu.

Il. 14

Na wszystkich portretach widzimy jego długą nieporządną brodę i włosy. Istotnie obcinał je tylko raz w roku na wiosnę przed nadejściem upałów. Mało dbał o maniery i w stosunku do rozmówców bywał grubiański (il. 14). Był namiętnym palaczem i rzadko można go było spotkać bez papierosa. Podobno przy stole gdzie pracował stało zawsze wiadro z wodą i gdy jednego tam wyrzucał drugiego już trzymał zapalonego. Był dwukrotnie żonaty, za pierwszym razem nieszczęśliwie. Żeby otrzymać drugi ślub wcześniej niż 7 lat po rozwodzie, czego wymagało prawo, znalazł i przekupił popa, który za 10 tys. rubli zgodził się je złamać i mu go udzielił. Sprawa wydała się bardzo szybko, ale konsekwencje w postaci utraty sutanny poniósł tylko pop, Mendelejewa ochroniła jego sława. Według prawa był bigamistą, ale car powiedział: to prawda że Mendelejew ma dwie żony, ale Mendelejew jest tylko jeden.

Il. 15 Il. 16
IIl. 17 Il. 18

Geniusz Mendelejewa najlepiej widać  poprzez układ okresowy, który stworzył na podstawie wiedzy swojej epoki, wiedzy jeszcze bardzo ograniczonej, wyrywkowej, którą potrafił zsyntetyzować w prostą formułę aktualną do dziś (il. 15). Dopiero późniejsze odkrycia, jądra atomu przez Ernesta Rutherforda w 1911 (il. 16) opublikowanie w 1913 przez Henry'ego Moseleya, tabeli liczby protonów, neutronów i elektronów oraz zaproponowanie koncepcji orbit i sfer elektronowych przez Bohra (il. 17), a szczególnie sformułowanie zakazu Pauliego dały układowi okresowemu logiczne uzasadnienie, oraz wyjaśniły pochodzenie własności chemicznych pierwiastków. Na cześć tego wielkiego uczonego nazwano jego imieniem krater na Księżycu, jedną z planetoid (2769) Mendeleev, oraz sztucznie wytworzony pierwiastek radioaktywny o liczbie atomowej 101 "mendelew" (il. 18).

* Kontrakcja objętości - zjawisko fizyczne polegające na zmianie objętości roztworu lub mieszaniny na skutek reakcji chemicznej lub oddziaływań międzycząsteczkowych pomiędzy składnikami mieszaniny. W przypadku roztworów i mieszanin, w których nie zachodzą reakcje chemiczne, kontrakcja objętości prowadzi prawie zawsze do zmniejszania jej objętości co oznacza że objętość roztworu jest mniejsza niż suma objętości składników.

Pełen tekst artykułu można pobrać klikając na poniższy link.

Jesteś tutaj: START | Nauka i technika | Lekcja chemii (II) - Dymitr Mendelejew