دیمیتری مندلیف که بود و چه کرد؟

دیمیتری مندلیف، روسی به طور کامل دیمیتری ایوانوویچ مندلیف، (متولد 27 ژانویه (8 فوریه، به سبک جدید)، 1834، توبولسک، سیبری، امپراتوری روسیه – درگذشت 20 ژانویه (2 فوریه)، 1907، سن پترزبورگ، روسیه)، شیمیدان روسی. که طبقه بندی دوره ای عناصر را توسعه داد. برای مطالعه کامل مقاله با مجله علمی آندرومدامگ همراه باشید.

مندلیف دریافت که وقتی همه عناصر شیمیایی شناخته شده به ترتیب افزایش وزن اتمی چیده شدند، جدول حاصل یک الگوی تکرارشونده یا دوره تناوب از خواص درون گروهی از عناصر را نشان می‌دهد. در نسخه خود از جدول تناوبی 1871، او در جاهایی که معتقد بود عناصر ناشناخته جای خود را پیدا خواهند کرد، شکاف هایی به جا گذاشت. او حتی خواص احتمالی سه عنصر بالقوه را پیش بینی کرد. اثبات بعدی بسیاری از پیش‌بینی‌های او در زمان حیاتش باعث شهرت مندلیف به عنوان بنیان‌گذار قانون تناوبی شد.

سنین جوانی و تحصیل

مندلیف در شهر کوچک سیبری توبولسک به عنوان آخرین فرزند از ۱۴ فرزند بازمانده (یا ۱۳ فرزند، بسته به منبع) ایوان پاولوویچ مندلیف، معلم ورزشگاه محلی، و ماریا دیمیتریونا کورنیلوا به دنیا آمد. پدر دیمیتری در سال تولد دمیتری نابینا شد و در سال 1847 درگذشت. مادرش برای حمایت از خانواده، به راه اندازی یک کارخانه کوچک شیشه ای متعلق به خانواده اش در یک شهر مجاور روی آورد. کارخانه در دسامبر 1848 سوخت و مادر دیمیتری او را به سن پترزبورگ برد و در آنجا در مؤسسه اصلی آموزشی ثبت نام کرد. مادرش به زودی درگذشت و مندلیف در سال 1855 فارغ التحصیل شد. او اولین موقعیت تدریس خود را در سیمفروپل در کریمه به دست آورد. او تنها دو ماه در آنجا ماند و پس از مدت کوتاهی در لیسیوم اودسا تصمیم گرفت برای ادامه تحصیل به سن پترزبورگ برگردد. او در سال 1856 مدرک کارشناسی ارشد گرفت و شروع به تحقیق در شیمی آلی کرد. او با تامین مالی یک بورسیه دولتی به مدت دو سال در دانشگاه هایدلبرگ برای تحصیل در خارج از کشور رفت. او به جای همکاری نزدیک با شیمیدانان برجسته دانشگاه، از جمله رابرت بونسن، امیل ارلن مایر و آگوست ککوله، آزمایشگاهی را در آپارتمان خود راه اندازی کرد. در سپتامبر 1860 او در کنگره بین المللی شیمی در کارلسروهه شرکت کرد، که برای بحث در مورد موضوعات مهمی مانند وزن اتمی، نمادهای شیمیایی و فرمول های شیمیایی تشکیل شد. او در آنجا با بسیاری از شیمیدانان برجسته اروپا ملاقات کرد و ارتباط برقرار کرد. در سال‌های بعد، مندلیف مقاله‌ای را به خاطر می‌آورد که توسط شیمیدان ایتالیایی استانیسلائو کانیتزارو منتشر شده بود که مفهوم وزن‌های اتمی را روشن می‌کرد.

در سال 1861 مندلیف به سن پترزبورگ بازگشت و در سال 1864 در انستیتوی فناوری به مقام استادی دست یافت. پس از دفاع از پایان نامه دکترای خود در سال 1865 به عنوان استاد فناوری شیمیایی در دانشگاه سن پترزبورگ (ایالت سن پترزبورگ کنونی) منصوب شد. دانشگاه). او در سال 1867 استاد شیمی عمومی شد و تا سال 1890 در آنجا به تدریس ادامه داد.

تدوین قانون تناوبی

با شروع تدریس شیمی معدنی، مندلیف نتوانست کتاب درسی را پیدا کند که نیازهای او را برآورده کند. از آنجایی که او قبلاً یک کتاب درسی در مورد شیمی آلی در سال 1861 منتشر کرده بود که جایزه معتبر دمیدوف را دریافت کرده بود، او تصمیم گرفت کتاب دیگری بنویسد. نتیجه، Osnovy khimii (1868-1871؛ اصول شیمی) بود که به یک کلاسیک تبدیل شد و در بسیاری از نسخه‌ها و ترجمه‌های زیادی اجرا شد. زمانی که مندلیف شروع به نوشتن فصل عناصر هالوژن (کلر و مشابه های آن) در پایان جلد اول کرد، خواص این گروه از عناصر را با خواص گروه فلزات قلیایی مانند سدیم مقایسه کرد. در میان این دو گروه از عناصر غیرمشابه، او شباهت‌هایی را در پیشرفت وزن‌های اتمی کشف کرد و به این فکر کرد که آیا گروه‌های دیگر عناصر خواص مشابهی از خود نشان می‌دهند. پس از مطالعه زمین های قلیایی، مندلیف دریافت که ترتیب وزن های اتمی را می توان نه تنها برای چیدمان عناصر درون هر گروه، بلکه برای مرتب کردن خود گروه ها نیز مورد استفاده قرار داد. بنابراین، مندلیف در تلاش خود برای درک دانش گسترده ای که قبلاً در مورد خواص شیمیایی و فیزیکی عناصر شیمیایی و ترکیبات آنها وجود داشت، قانون تناوبی را کشف کرد.

قانون جدید فرموله شده او در مارس 1869 در انجمن شیمی روسیه با این بیانیه اعلام شد: «عناصری که بر اساس ارزش وزن اتمی آنها مرتب شده اند، تناوب مشخصی از خواص را نشان می دهند.» قانون مندلیف به او اجازه داد تا جدولی منظم از تمام 70 عنصری که در آن زمان شناخته شده بود تهیه کند. او چنان به اعتبار قانون تناوبی ایمان داشت که تغییراتی را در مقادیر عمومی پذیرفته شده برای وزن اتمی چند عنصر پیشنهاد کرد و مکان‌های موجود در جدول عناصر ناشناخته را همراه با ویژگی‌های آنها پیش‌بینی کرد. در ابتدا سیستم تناوبی در میان شیمیدانان علاقه ای به خود جلب نکرد. با این حال، با کشف عناصر پیش بینی شده، به ویژه گالیوم در سال 1875، اسکاندیم در سال 1879، و ژرمانیوم در سال 1886، شروع به پذیرش گسترده ای کرد. به تدریج قانون و جدول تناوبی چارچوب بخش بزرگی از نظریه شیمی شد. تا زمانی که مندلیف در سال 1907 درگذشت، از شهرت بین المللی برخوردار شد و از کشورهای بسیاری ممتاز و جوایز دریافت کرده بود.

دیگر دستاوردهای علمی دمیتری مندلیف

از آنجایی که مندلیف امروزه بیشتر به عنوان کاشف قانون تناوبی شناخته می شود، حرفه شیمیایی او اغلب به عنوان فرآیند طولانی بلوغ کشف اصلی او در نظر گرفته می شود. در واقع، در سه دهه پس از کشفش، خود مندلیف خاطرات بسیاری ارائه کرد که نشان می‌داد تداوم قابل توجهی در کار او وجود داشته است، از پایان‌نامه‌های اولیه‌اش در مورد هم‌شکلی و حجم‌های خاص (برای فارغ‌التحصیلی و مدرک کارشناسی ارشد)، که شامل مطالعه روابط بین خواص مختلف مواد شیمیایی، به خود قانون تناوبی. مندلیف در این روایت از کنگره کارلسروهه به عنوان رویداد مهمی یاد کرد که او را به کشف روابط بین وزن اتمی و خواص شیمیایی سوق داد.

با این حال، این برداشت گذشته‌نگر از یک برنامه تحقیقاتی مستمر گمراه‌کننده است، زیرا یکی از ویژگی‌های بارز زندگی حرفه‌ای طولانی مندلیف، تنوع فعالیت‌های او است. نخست، در زمینه علوم شیمی، مندلیف کمک های مختلفی کرد. به عنوان مثال، در زمینه شیمی فیزیک، او برنامه تحقیقاتی گسترده ای را در طول زندگی حرفه ای خود انجام داد که بر گازها و مایعات متمرکز بود. در سال 1860، زمانی که در هایدلبرگ کار می کرد، «نقطه مطلق جوشش» را تعریف کرد (نقطه ای که در آن یک گاز در یک ظرف صرفاً با اعمال فشار به مایع متراکم می شود). او در سال 1864 نظریه ای را تدوین کرد (که متعاقباً بی اعتبار شد) مبنی بر اینکه محلول ها ترکیبات شیمیایی در نسبت های ثابت هستند. در سال 1871، هنگامی که جلد نهایی اولین نسخه از اصول شیمی خود را منتشر کرد، در حال بررسی خاصیت ارتجاعی گازها بود و فرمولی برای انحراف آنها از قانون بویل ارائه کرد، این اصل که حجم گاز برعکس فشار آن تغییر می کند. . در دهه 1880 او به مطالعه انبساط حرارتی مایعات پرداخت.

دومین ویژگی عمده کار علمی مندلیف، تمایلات نظری اوست. او از آغاز کار خود، پیوسته در پی شکل دادن به یک طرح نظری گسترده در سنت فلسفه طبیعی بود. این تلاش را می توان در پذیرش اولیه نظریه نوع شیمیدان فرانسوی چارلز گرهارت و در رد دوآلیسم الکتروشیمیایی همانطور که توسط شیمیدان بزرگ سوئدی، یونس یاکوب برزلیوس پیشنهاد شد، مشاهده کرد. تمام تلاش های او به یک اندازه موفقیت آمیز نبود. او کتاب درسی شیمی آلی خود را در سال 1861 بر اساس “نظریه حدود” (که درصد اکسیژن، هیدروژن و نیتروژن نمی تواند از مقادیر معینی در ترکیب با کربن تجاوز کند) استوار کرد و از این نظریه در برابر نظریه ساختاری محبوبتر هموطنش دفاع کرد. الکساندر باتلروف به دلیل مخالفت با الکتروشیمی، او بعداً با نظریه محلول‌های یونی سوانته آرنیوس، شیمیدان سوئدی مخالفت کرد. قبل و در زمان مندلیف، بسیاری از تلاش‌ها برای طبقه‌بندی عناصر بر اساس فرضیه شیمی‌دان انگلیسی ویلیام پروت مبنی بر اینکه همه عناصر از یک ماده اولیه منحصربه‌فرد ناشی می‌شوند، صورت گرفت. مندلیف اصرار داشت که عناصر افراد واقعی هستند، و او با کسانی مبارزه کرد که مانند دانشمند بریتانیایی ویلیام کروکس، از سیستم تناوبی او در حمایت از فرضیه پروت استفاده کردند. با کشف الکترون ها و رادیواکتیویته در دهه 1890، مندلیف تهدیدی را متوجه نظریه فردیت عناصر خود کرد. در Popytka khimicheskogo ponimania mirovogo efira (1902؛ تلاشی به سوی مفهوم شیمیایی اتر)، او این پدیده ها را به عنوان حرکات اتر در اطراف اتم های سنگین توضیح داد و سعی کرد اتر را به عنوان یک عنصر شیمیایی بالاتر از گروه گازهای بی اثر (یا) طبقه بندی کند. گازهای نجیب). این فرضیه جسورانه (و در نهایت بی اعتبار) بخشی از پروژه مندلیف برای بسط مکانیک نیوتن به شیمی در تلاش برای متحد کردن علوم طبیعی بود.

فعالیت های خارج از آزمایشگاه

مندلیف بسیاری از فعالیت های دیگر را خارج از تحقیق و تدریس آکادمیک انجام داد. او یکی از بنیانگذاران انجمن شیمی روسیه (انجمن شیمی روسیه فعلی مندلیف) در سال 1868 بود و بیشتر مقالات بعدی خود را در مجله خود منتشر کرد. او متفکر و نویسنده ای پرکار بود. آثار منتشر شده او شامل 400 کتاب و مقاله است و نسخه های خطی منتشر نشده متعددی تا به امروز در موزه و آرشیو دیمیتری مندلیف در دانشگاه ایالتی سن پترزبورگ نگهداری می شود. علاوه بر این، برای کسب درآمد از اوایل سال 1859 شروع به نوشتن مقاله در مورد علوم و فنون عمومی برای مجلات و دایره المعارف ها کرد. علاقه او به گسترش دانش علمی و فناوری به حدی بود که تا پایان کار خود به نوشتن علوم عمومی ادامه داد. در پروژه Brockhaus Enzyklopädie شرکت کرد و مجموعه ای از نشریات تحت عنوان Biblioteka promyshlennykh znany (“کتابخانه دانش صنعتی”) را در دهه 1890 راه اندازی کرد. علاقه دیگر، توسعه منابع کشاورزی و صنعتی روسیه بود که در دهه 1860 مندلیف را اشغال کرد و به یکی از مشغله های اصلی او تبدیل شد. او پروژه هایی برای توسعه صنعت زغال سنگ در حوضه دونتس نوشت و به باکو در آذربایجان (در آن زمان بخشی از امپراتوری روسیه) و به پنسیلوانیا در ایالات متحده سفر کرد تا در مورد صنعت نفت بیشتر بیاموزد. در مجموع، او ممکن است زمان بیشتری را به مسائل اقتصاد ملی اختصاص داده باشد تا شیمی محض.

مانند تعهد مادام‌العمر او به توسعه صنعتی روسیه، دیدگاه‌های فلسفی مندلیف ممکن است ریشه در پیشینه خانوادگی او در سیبری داشته باشد. با این حال، به نظر می رسد که او متافیزیک خود را از طریق تجربه روزانه خود توسعه داده است. در دهه 1870، بازدید یک رسانه معروف از سن پترزبورگ او را به انتشار تعدادی انتقادات تند از «حواریون معنویت گرایی» کشاند. در مارس 1890، مندلیف به دلیل حمایت از دانشجویان معترض مجبور به استعفا از صندلی خود در دانشگاه شد و شغل دوم را آغاز کرد. او ابتدا به عنوان مشاور دولتی عمل کرد تا اینکه به عنوان مدیر دفتر مرکزی اوزان و اندازه‌ها که در سال 1893 ایجاد شد، منصوب شد. او با امتناع از قناعت صرفاً به جنبه مدیریتی موقعیت خود (که شامل تجدید نمونه های اولیه طول و وزن و تعیین استانداردها بود)، ابزار دقیق گران قیمتی را خریداری کرد، تیم دفتر را بزرگ کرد و تحقیقات گسترده ای در مورد اندازه شناسی انجام داد. . پس از چند سال او یک مجله مستقل مترولوژی منتشر کرد. بنابراین، مندلیف توانست علایق عمر خود را در علم و صنعت ترکیب کند و به یکی از اهداف اصلی خود یعنی ادغام روسیه در جهان غرب دست یابد.