

Дата рождения:
Место рождения:	Чистополь, Казанская губерния, Российская империя
Дата смерти:
Место смерти:	Бутлеровка, Казанская губерния, Российская империя
	Российская империя
Научная сфера:
Альма-матер:	Казанский университет
Известные ученики:	В. В. Марковников, А. Н. Попов, А. М. Зайцев, А. Е. Фаворский, М. Д. Львов, И. Л. Кондаков, Е. Е. Вагнер, Д. П. Коновалов, Ф. М. Флавицкий, А. А. Кракау, Рубцов П.П.
Известен как:	Создатель теории химического строения органических веществ, родоначальник «бутлеровской школы»

Адреса в Санкт-Петербурге

Научный вклад

Педагогическая деятельность

Общественная деятельность

Сочинения

(3 (15) сентября 1828, Чистополь — 5 (17) августа 1886, деревня Бутлеровка, Алексеевский район Татарстана) — русский химик, создатель теории химического строения, родоначальник «бутлеровской школы» русских химиков, учёный-пчеловод и лепидоптеролог, общественный деятель.

Биография

Родился в семье помещика, офицера в отставке - участника Отечественной войны 1812 года. Первоначальное образование получил в частном пансионе, а затем в гимназии в Казани, в 1844-1849 гг. студент Казанского университета «разряда естественных наук». С 1849 преподаватель, с 1854 экстраординарный, а с 1857 ординарный профессор химии в том же университете. В 1860-1863 был дважды его ректором. В 1868-1885 ординарный профессор химии Петербургского университета. В 1885 вышел в отставку, но продолжал читать в университете специальные курсы лекций. В 1870 был избран адъюнктом, в 1871 экстраординарным, а в 1874 ординарным академиком Петербургской АН. В 1878-1882 преемник Н. Н. Зинина на посту председателя Отделения химии Русского физико-химического общества. Почётный член многих других научных обществ в России и за рубежом.

Ещё будучи воспитанником пансиона начал интересоваться химией: вместе с товарищами они пытались изготовить то порох, то «бенгальские огни». Однажды, когда один из опытов привел к сильному взрыву, воспитатель сурово наказал его. Три дня подряд Сашу выводили и ставили в угол на всё время пока другие обедали. На шею ему вешали чёрную доску, на которой было написано «Великий химик». Впоследствии эти слова стали пророческими. В Казанском университете Бутлеров увлёкся преподаванием химии, профессорами которой были К. К. Клаус и Н. Н. Зинин. С 1852, после перехода Клауса в Дерптский университет, Бутлеров возглавил преподавание всей химии в Казанском университете. В 1851 Бутлеров защитил магистерскую диссертацию «Об окислении органических соединений», а в 1854 в Московском университете - докторскую диссертацию «Об эфирных маслах». Во время заграничной поездки в 1857-1858 сблизился со многими видными химиками, в том числе с Ф. А. Кекуле и Э. Эрленмейером, и провёл около полугода в Париже, деятельно участвуя в заседаниях только что организованного Парижского химического общества. В Париже, в лаборатории Ш. А. Вюрца, Бутлеров начал первый цикл экспериментальных исследований. Открыв новый способ получения йодистого метилена, Бутлеров получил и исследовал многочисленные его производные; впервые синтезировал гексаметилентетрамин (уротропин) и полимер формальдегида, который при обработке известковой водой переходил в сахаристое вещество (содержащее, как было установлено Э. Фишером, a-акрозу). По словам Бутлерова, это - первый полный синтез сахаристого вещества.

Адреса в Санкт-Петербурге

1870 — 05.08.1886 года — 8-я линия, 17, кв. 2.

Научный вклад

Основные идеи теории химического строения Бутлеров впервые высказал в 1861. Главные положения своей теории он изложил в докладе «О химическом строении вещества», прочитанном в химической секции Съезда немецких естествоиспытателей и врачей в Шпейере (сентябрь 1861). Основы этой теории сформулированы таким образом:

«Полагая, что каждому химическому атому свойственно лишь определённое и ограниченное количество химической силы (сродства), с которой он принимает участие в образовании тела, я назвал бы химическим строением эту химическую связь, или способ взаимного соединения атомов в сложном теле»
«… химическая натура сложной частицы определяется натурой элементарных составных частей, количеством их и химическим строением»

С этим постулатом прямо или косвенно связаны и все остальные положения классической теории химического строения. Бутлеров намечает путь для определения химического строения и формулирует правила, которыми можно при этом руководствоваться. Предпочтение он отдаёт синтетическим реакциям, проводимым в условиях, когда радикалы, в них участвующие, сохраняют своё химическое строение. Однако Бутлеров предвидит и возможность перегруппировок, полагая, что впоследствии «общие законы» будут выведены и для этих случаев. Оставляя открытым вопрос о предпочтительном виде формул химического строения, Бутлеров высказывался об их смысле: «… когда сделаются известными общие законы зависимости химических свойств тел от их химического строения, то подобная формула будет выражением всех этих свойств» (там же, с. 73-74).

Бутлеров впервые объяснил явление изомерии тем, что изомеры — это соединения, обладающие одинаковым элементарным составом, но различным химическим строением. В свою очередь, зависимость свойств изомеров и вообще органических соединений от их химического строения объясняется существованием в них передающегося вдоль связей «взаимного влияния атомов», в результате которого атомы в зависимости от их структурного окружения приобретают различное «химическое значение». Самим Бутлеровым и особенно его учениками В. В. Марковниковым и А. Н. Поповым это общее положение было конкретизировано в виде многочисленных «правил». Уже в XX в. эти правила, как и вся концепция взаимного влияния атомов, получили электронную интерпретацию.

Большое значение для становления теории химического строения имело её экспериментальное подтверждение в работах как самого Бутлерова, так и его школы. Он предвидел, а затем и доказал существование позиционной и скелетной изомерии. Получив третичный бутиловый спирт, он сумел расшифровать его строение и доказал (совместно с учениками) наличие у него изомеров. В 1864 Бутлеров предсказал существование двух бутанов и трёх пентанов, а позднее и изобутилена. Чтобы провести идеи теории химического строения через всю органическую химию, Бутлеров издал в 1864—1866 в Казани 3 выпусками «Введение к полному изучению органической химии», 2-е изд. которого вышло в 1867—1868 на немецком языке.

Бутлеров впервые начал на основе теории химического строения систематическое исследование полимеризации, продолженное в России его последователями и увенчавшееся открытием С. В. Лебедевым промышленного способа получения синтетического каучука.

Педагогическая деятельность

Огромная заслуга Бутлерова — создание первой русской школы химиков. Ещё при его жизни ученики Бутлерова по Казанскому университету В. В. Марковников, А. Н. Попов, А. М. Зайцев заняли профессорские кафедры в университетах. Из учеников Бутлерова по Петербургскому университету наиболее известны А. Е. Фаворский, М. Д. Львов и И. Л. Кондаков. В разное время в бутлеровской лаборатории работали практикантами Е. Е. Вагнер, Д. П. Коновалов, Ф. М. Флавицкий, А. И. Базаров, А. А. Кракау и др. видные русские химики. Отличительной чертой Бутлерова как руководителя было то, что он учил примером — студенты всегда могли сами наблюдать, над чем и как работает профессор.

Общественная деятельность

Много сил отнимала у Бутлерова борьба за признание Академией наук заслуг русских учёных. В 1882 в связи с академическими выборами Бутлеров обратился непосредственно к общественному мнению, опубликовав в московской газете «Русь» обличительную статью «Русская или только Императорская Академия наук в Санкт-Петербурге?».

Бутлеров был поборником высшего образования для женщин, участвовал в организации Высших женских курсов в 1878, создал химические лаборатории этих курсов. В Казани и Петербурге Бутлеров прочитал много популярных лекций, главным образом на химико-технические темы.

Кроме химии, Бутлеров много внимания уделял практическим вопросам сельского хозяйства, садоводству, пчеловодству, а позднее также и разведению чая на Кавказе. Был основателем и, первое время, главным редактором «Русского Пчеловодного Листка». Будучи одним из организаторов Русского общества акклиматизации животных и растений, внес большой вклад в развитие садоводства и пчеловодства. Написанная им книга «Пчела, ее жизнь и главные правила толкового пчеловодства» выдержала более 10 переизданий до революции, выходила также и в советское время. С конца 1860-х гг. проявлял интерес к медиумизму — спиритизму.

Память

Память о Бутлерове была увековечена только при Советской власти; было осуществлено академическое издание его трудов.

В 1953 году перед зданием химического факультета МГУ ему был открыт памятник.
В Казани есть улица Бутлерова.
В 1965 году в Москве появилась улица Бутлерова.
В Санкт-Петербурге есть улица Бутлерова.
В Даугавпилсе (Латвия), в районе Посёлок Химиков, есть улица Бутлерова.
В Киеве, в районе ПО «Химволокно» (Дарницкая промзона) есть улица Бутлерова.
В г.Дзержинске, Нижегородской области, есть улица Бутлерова

Сочинения

Введение к полному изучению органической химии, в. 1-3, Казань, 1864—1866;
Статьи по пчеловодству, СПБ, 1891;
Избранные работы по органической химии, М., 1951 (библ. трудов по химии);
Сочинения, т. 1-3, М., 1953—1958 (библ. трудов);
Научная и педагогическая деятельность. Сб. документов, М., 1961.

» всегда было и ныне остаётся основной категорией химии, так как оно выражает главный объект химической науки. Химия определилась как наука и выделилась в самостоятельную отрасль естествознания только после чёткого установления этого важнейшего понятия, в разработке которого следует специально подчеркнуть роль отца русской науки М. В. Ломоносова. После внедрения в химию научного понятия об элементе, открытие и изолирование новых элементов считалось высшим достижением химиков, к которому стремились многие выдающиеся умы. Вероятность такого открытия со временем уменьшалась и в наше время почти сведена к нулю. Имена лиц, открывших новые химические элементы, навсегда вписываются в историю развития науки. Среди таких учёных представителям России принадлежит почётное место.

Хронологические периоды открытия химических элементов

В истории открытия химических элементов можно отметить два больших периода. В первый, доменделеевский, период открытие элементов происходило эмпирически, без общей идеи, чисто аналитическим путём. Этот период занял наибольший отрезок времени и длился вплоть до последней четверти XIX в., до открытия естественной системы химических элементов. Второй, послеменделеевский, период был тесно связан с периодической системой. Вначале это вылилось в проверку самого периодического закона, предсказаний Менделеева о существовании ещё некоторых элементов. Этот этап заключает и главный триумф периодической системы - открытие Ga, Sc и Ge. Следующий этап связан с электронной интерпретацией системы Менделеева. Закономерности электронного наслоения атомов дали возможность правильно предсказать открытие, например, гафния. Последний этап, длящийся и поныне, состоит в углублении знаний атомов. Здесь речь идёт не столько о поисках естественных химических элементов, сколько об искусственных синтезах их путём осуществления ядерных реакций.

Максимальное количество открытых элементов (две трети общего числа) приходится на первый аналитический период поисков химиков. С именами русских учёных мы встречаемся уже и в доменделеевское время.

Для всех стран эпоха зарождения самостоятельных научных направлений означает начало новой эры в развитии культуры этой страны. Имя русского учёного, сделавшего выдающийся вклад в химию новых элементов, К. К. Клауса, связано именно с эпохой зарождения русских химических школ. Клаус (1796-1864) родился и проработал всю жизнь в России. Он сделал своё выдающееся открытие в период, когда химия была, «собирающей наукой». Открытие нового элемента Клаус смог осуществить благодаря своим исключительным способностям к аналитическим исследованиям. Это открытие настолько поучительно, что некоторые детали его можно напомнить, тем более, что чрезвычайно досадна недостаточная популярность некоторых русских химиков, к которым относится и Клаус.

Карл Карлович Клаус был современником и другом основоположников русских химических школ - Н. Н. Зинина (1812-1880) и А. А. Воскресенского (1809 -1880). Наиболее плодотворная деятельность Клауса относится к периоду, когда он в течение 15 лет возглавлял кафедру химии Казанского университета. Преемником и любимым учеником Клауса был А. М. Бутлеров.

К началу тонких аналитических исследований Клауса было известно пять платиновых металлов, выделенных преимущественно английскими учёными: платина , палладий, родий, осмий и иридий. В обстановке, когда всё считалось исследованным, появление сообщения об открытии ещё одного платинового элемента, вдобавок из «глухой России», не могло быть принято иначе, как с недоверием.

Русские исследователи начали заниматься платиновыми элементами давно. За границу просочились сведения о том, что в Сибири имеются россыпи платины. Иностранцы - путешественники неоднократно обращали внимание на золотоносные пески Урала. С другой стороны, русские учёные интересовались платиновыми металлами импортного происхождения. Первая публикация о группе платинидов принадлежит харьковскому проф. Ф. Гизе. Известный учёный, почётный член Петербургской и ряда других академий А. Мусин-Пушкин был одним из пионеров исследования русской платины. Ему же принадлежит авторство приготовления новой соли платинохлористоводородной кислоты. Наиболее убедительный химический анализ загадочного сибирского белого нержавеющего металла был произведён В. В. Любарским. Всё это подготовило почву для начала промышленного освоения русской платины. В 1824 г. открылся платиновый рудник. Добыча «белого золота» стала быстро возрастать и в 1829 г. дошла до 45 пудов. К этому времени П. Г. Соболевский открыл способ приготовления ковкой платины (Волластон сделал аналогичное открытие через два года), что дало возможность в 1828 г. начать чеканку платиновых монет и медалей на Петербургском монетном дворе.

Русское платиновое сырьё исследовалось и с целью нахождения в нём новых химических начал. Дважды ошибочно объявлялось об открытии новых элементов (Варвинским и Озанном). Г. В. Озанн даже дал названия трём, якобы им открытым, элементам: плюраниум, рутениум и полониум, но затем снова повторил свои исследования и отказался от ошибочного мнения. Интересно, что два из трёх названий Озанна оказались живучими и были присвоены позже открытым элементам (Ро и Ru).

Клаус начал заниматься платинидами в Казани в 1841 г. и уже в 1844 г. имел возможность письменно доложить Петербургской АН об открытии нового элемента, названного им в честь его родины «рутением» (Ruthenia - древнее название России). Ряд последующих исследований Клауса был посвящён дальнейшей разработке вопроса и получал освещение в русских академических и некоторых зарубежных изданиях. Всего платинидам Клаус посвятил 8 печатных трудов.

Открытие нового элемента наделало много шума. Вначале к нему отнеслись так же скептически, как и к многочисленным неподтверждённым заявлениям этого рода. Ведь платиновыми элементами занимались в течение 40 лет после открытия пятого из них - осмия - крупнейшие химики мира, а тут неизвестный казанский исследователь Клаус осмеливался утверждать, что он открыл новый элемент! Проба рутения была послана в Швецию Берцелиусу. Вскоре был получен ответ, что это не новый элемент, а «проба нечистого иридия». Как будто все обстоятельства складывались не в пользу учёного. Но Клаус был выдающимся химиком-аналитиком и считал, что он не мог так грубо ошибиться. Дополнительными исследованиями Клаус доказал, что был прав именно он, а не Берцелиус , и то, что он назвал рутением, действительно представляет нечто новое среди элементов. Вскоре Берцелиус вынужден был признаться в своей ошибке. За своё открытие Клаус был удостоен Демидовской премии в 1000 рублей золотом. В лаборатории университета тщательно хранятся оригинальные препараты рутения, его соединений, другие платиновые производные, приготовленные самим Клаусом.

Открытие рутения было сделано Клаусом в лаборатории Казанского университета. По оборудованию она не уступала лучшим зарубежным лабораториям. Несомненно, такая обстановка способствовала тому, что этот университет стал колыбелью русских химических школ с мировой славой. Клаусу по праву принадлежит яркая страница в истории химии. Он оказал большое содействие возвеличению своей родины. Факт открытия нового химического элемента Клаусом ещё раз доказывает, что и в прошлом развития русской химической мысли есть великие достижения, в которых проявляется превосходство русских учёных над иностранцами.

Наиболее важный в методологическом отношении период в открытии новых элементов начинается с Менделеева. Именно Дмитрию Ивановичу принадлежит направляющая научная идея в систематических поисках ещё не открытых химических начал. Поразительных результатов в своей многогранной деятельности Менделеев достиг именно в этой области. Гениальное мастерство теоретического обобщения и научной прозорливости, проявленные русским учёным в деле систематизации накопленного в течение веков химиками всех стран фактического материала, открытие важнейшего закона, которому подчиняется вещество, и предсказания на основании анализа и развития периодического закона достойны удивления.

Иногда можно встретить ошибочное мнение, что Менделеев на основании своих периодической системы и таблицы предсказал существование только трёх новых ещё не открытых элементов (речь идёт о галлии, скандии и германии). Этой ошибкой чаще всего грешат учебники, но её можно встретить и в работах авторов, незнакомых с трудами Менделеева в оригинале. Такая постановка вопроса является недооценкой Менделеева и не соответствует действительности.

На самом деле Менделеев определённо предсказал существование 11 неизвестных в то время элементов, оставил для них пустые клетки в таблице, с различной подробностью описал их свойства, наметил вероятные места их нахождения и пути их поисков (методы открытия). Кроме этих элементов, Дмитрий Иванович считал вероятным открытие ещё ряда редкоземельных, допускал существование заурановых элементов. Менделеев настолько глубоко верил в правильность открытого им закона, что решительно исправлял ряд констант многих элементов (до 20!) и требовал проверки своих теоретических выводов опытным путём. Как известно, «поправки» Менделеева были блестяще подтверждены.

Первые выводы о существовании периодической закономерности Менделеев подготовил работая над «Основами химии». Отпечатанная в виде наброска периодическая система была разослана многим химикам в 1869 г.

Эти выводы послужили основными исходными положениями, которые с исключительной плодотворностью Менделеев развивал в течение нескольких последующих лет. Он исправлял константы многих элементов и сделал полностью оправдавшиеся и далеко идущие предсказания. Выдающимся образцом стихийного применения методологии материалистической диалектики к учению о системе элементов является большая работа Менделеева, опубликованная им в 1871 г., «Естественная система элементов и применение её к указанию свойств не открытых элементов». Именно в этой работе Д. И. подробно говорит о предлагаемых им исправлениях констант ряда элементов, описывает свойства ещё никем не наблюдённых простых тел, пишет о вероятных открытиях новых редкоземельных и трансурановых элементов и т. п.

Первое сообщение Менделеева об открытом им фундаментальном законе естественной системы химических элементов было принято безразлично как в России, так и за рубежом. А когда Д. И. стал развивать свои идеи и на основании их предлагать исправления опытных данных в ряде элементов, и тем более предсказывать существование ещё не открытых, то некоторые видные европейские учёные перестали скрывать свой скепсис. В этом отношении показательно высказывание немца Лотара Мейера (одно время претендовавшего на приоритет в открытии периодического закона), который по поводу предсказаний Менделеева воскликнул: «Это уже слишком!». Но по мере подтверждения научных предвидений Менделеева безразличие и скепсис стали сменяться восхищением и изумлением.

Дело началось с поправок констант хорошо известных элементов. Исправления касались атомных весов, ошибочно определённых в связи с неточным установлением эквивалента или валентности. Так, например, у ближайших аналогов платины в то время атомные веса считались возрастающими от Pt к Os, Менделеев же, согласно своей системе, требовал диаметрально противоположного возрастания от Os к Ir и Pt. Урану приписывалась валентность, равная трём; отсюда по эквиваленту вычислялся атомный вес, равный 120. Менделеев же по свойствам увидел, что для урана наиболее естественным оказывается место под вольфрамом в 6 группе. Стало быть, максимальная валентность U по кислороду должна быть равной 6, а прежний атомный вес следует удвоить и принять равным 240. Аналогичные исправления были предложены и для некоторых других элементов. Все эти поправки вскоре подтвердились (за исключением теллура и кобальта). При исправлениях атомного веса бериллия в основу брались точные данные об эквиваленте его, определённом в 1842 г. русским учёным Авдеевым. До оригинальных экспериментов Авдеева бериллий (или глициний, как его называли) не был в должной мере изучен. В результате для Be был определён атомный вес, практически совпавший с современной величиной 9.02.

Величайший триумф Менделеева начался тогда, когда стали открывать предсказанные им новые элементы. Д. И. при жизни трижды (в 1875, 1879 и 1886 гг.) испытал счастье быть свидетелем претворения своих гениальных пророчеств. Интересно; что после опытного обнаружения предсказанных элементов были случаи, когда авторы этих открытий вначале ошибались в определении некоторых констант для обнаруженных простых тел, но потом исправляли свои ошибки, согласно указаниям Менделеева. Так случилось с удельным весом галлия и атомным весом скандия. Детали в подтверждении предсказаний Д. И. о Ga, Sc и Ge широко известны.

Ещё три элемента, предсказанных Менделеевым, были открыты в конце XIX в. Это элементы, занявшие 88, 89 и 91 клетки. А четвёртый элемент, также предсказанный Менделеевым вместе с этими тремя, был получен в результате альфа-распада актиния в виде бета-радиоактивного изотопа щелочного металла 87 с периодом полураспада в 21 минуту. Наблюдала его впервые в 1939 г. Маргарита Перей и назвала его францием Fr. О четырёх указанных элементах Менделеев писал ещё в 1871 г. Достойно удивления и то, что Менделеев в той же работе считал вероятным существование ещё заурановых элементов. Он считал уран элементом не последним, а только близким к концу периодической системы. При этом Менделеев всегда отмечал, и эта мысль оправдалась, что тяжёлых элементов типа урана, если они и существуют, должно быть немного: «… если в недрах земли и встречаются ещё некоторые неизвестные тяжёлые металлы, то можно думать, что их число и количество будут незначительны».

Достаточно определённо Менделеев высказался о вероятном существовании большой группы сходных элементов, ныне именуемых лантанидами, «редкоземельными элементами». В 70-х годах XIX в. из них знали только о Се, Er и Tb, причём они назывались вместе с иттрием «церитовыми металлами». Предложенная Д. И. поправка для атомного веса церия с изумительной точностью оправдалась: «… ныне ещё с большим, чем прежде, правом можно утверждать, что прежний атомный вес церия должен быть заменён новым: Се = 140, предугадываемым по закону периодичности». Об ожидаемых новых представителях редкоземельных элементов Д. И. писал: «Обращу внимание на тот разительный факт, что в системе элементов ныне не достаёт как раз 17 элементов, имеющих атомный вес от 138 до 182.

Это явление едва ли случайно, потому что как между элементами с меньшим атомным весом, так и между элементами с большим атомным весом нам известны уже многие члены. В это пространство, однако, может быть, будут помещены некоторые церитовые металлы, потому, что придав обыкновенной их окиси состав R2O3 или RO2, мы получим для их атома вес от 140 до 180, если известные ныне определения их эквивалентов достаточно точны». Такая научная прозорливость Менделеева в первые годы создания его гениальной системы (1871), когда его новаторские идеи принимались химической общественностью всего мира с большой сдержанностью или даже враждебно, не может не приводить в изумление.

Менделееву принято приписывать непонимание вопросов сложности атомов, происхождения и превращения элементов и смежных проблем. Авторы, пишущие об этой стороне деятельности Д. И. объясняют консерватизм в мировоззрении учёного ограниченностью его механического взгляда на эволюцию материи. Тем не менее, при внимательном изучении работ Менделеева можно встретить высказывания учёного, в которых определённо говорится о сложности атомов, об «ультиматах», происхождении и возможности превращения элементов, о допустимости существования «дефекта массы» (выражаясь современным языком), о связи законов сохранения массы и энергии и т. п. Рассматривая закон сохранения массы и энергии в обоюдной связи, Менделеев предвосхитил известное соотношение, с одной стороны, избегал упрощённого механистического понимания эволюции элементов в духе Проута, а с другой стороны, отклонением атомных весов элементов от целых чисел пытался выразить энергетический запас различных видов атомов. Здесь можно узреть и зачатки учения об эффекте упаковки и дефекте массы. В другом месте Д. И. ещё более определённо склоняется к мысли о сложности атомов, предвосхищая современное представление об элементарных частицах. Однако в старости он возражал против зарождавшегося электронного учения, не считая ею достаточно обоснованным экспериментальным материалом, возражал также против теории электролитической диссоциации, выдвинул и защищал свою механическую теорию эфира и т. п. Конечно, Менделеев не мог пройти мимо идеи о сложности атома, поскольку периодическая система ясно ставила вопрос не только о строении, но и об эволюции вещества. Стихийная диалектика Менделеева дала ему возможность в общем правильно наметить дальнейшее развитие заложенного им систематического учения об элементах и атомах.

Остановимся на том значении, которое, приписывал Менделеев массе атома, и на внесённых современными представлениями коррективах в этот вопрос. В многочисленных формулировках и комментариях своего закона Д. И. подчёркивал, что атомный вес или масса атома является наиболее фундаментальной характеристикой элементов, что подавляющее большинство других свойств является функцией атомного веса. В этом свете в классической периодической системе наиболее непонятно и досадно выглядели аномалии в нарастании атомных весов в нескольких местах таблицы: аргон Ar (39.944) — калий К(39.096) — кобальт Со (58.94) — никель Ni (58.69) и железо Fe (127.6) — йод J (126.92); позже сюда добавилось четвёртое нарушение самого принципа расположения элементов в порядке увеличения атомного веса: Th (232.12) — Ра (231). Вопрос как будто прояснился после открытия Г. Мозли (1913) и установления понятия заряда ядра и порядкового номера Z. Но теперь было оттеснено значение массы атома, и стали считать, что только Z принадлежит решающее значение в характеристике элементов. Дальнейшее развитие физики и химии показало, что роль массы атома не так второстепенна, как стали думать. Выяснилось, что большое значение имеют понятия «среднего атомного веса» и «практического атомного веса». В то время как практический атомный вес показывает в четырёх местах периодической системы аномалии, среднее арифметическое из масс изотопов элемента нарастает совершенно закономерно, параллельно Z, и никаких ненормальностей не показывает.

Выдвинутая в 1932 г. Д. Д. Иваненко теория строения ядер атомов из нейтронов и протонов, при последующем развитии привела к убеждению, что в процессе эволюции и превращения элементов масса ядра играет не менее существенную роль, чем его заряд, что изменение электрических свойств элемента (заряда ядра и электронной структуры) тесно связано с изменением массы атома.

Таким образом, диалектическое развитие учения об атоме привело исследователей к мысли, что Менделеев и в этом вопросе был не так неправ, как это казалось вначале.

Большой вклад в науку сделали русские химики и в изучении разновидностей элементов - изотопов. Вероятность существования изотопов предсказывал ещё в 1879 г. величайший химик-мыслитель Александр Михайлович Бутлеров, являющийся наряду с Ломоносовым и Менделеевым гордостью русской передовой науки. Как известно, Бутлеров создал научную систему органической химии, но он также высказал ряд ценнейших идей и в области общей неорганической химии.

Георгий Николаевич Антонов

Хотелось бы воскресить в памяти химиков ещё одно имя русского учёного, который внёс очень ценный вклад в изучение изотопов в связи со своими фундаментальными исследованиями по радиоактивности в дореволюционной России. Речь идёт о Георгии Николаевиче Антонове, который пять лет (1910- 1914) подробно изучал радиоактивный распад самого радия и урана, некоторое время, сотрудничая с Э. Резерфордом в Манчестере. Правила сдвига при альфа и бета-распаде в значительной степени выводились с использованием тонких экспериментальных данных Антонова. В 1911 -1913 гг. Антонов опубликовал очень важные работы, в которых сообщалось об открытии им нового радиоактивного элемента урана-игрек. Когда радиоактивные элементы были размещены в последнем десятом ряде периодической системы, UY Антонова, как элемент, имеющий заряд ядра 90, попал в одну клетку с торием. Сводку своих ценных экспериментальных исследований Антонов дал в своей диссертации на учёную степень магистра химии. Позже Антонов переключился на изучение поверхностных явлений.

Таким образом, при изучении одной из основных проблем химической науки - вопроса о выявлении элементарных начал - русские химики, благодаря выдающимся аналитическим работам К. Клауса, непревзойдённым обобщениям и гениальным предвидениям Д. Менделеева и тонким радиохимическим исследованиям Г. Антонова, ещё в дореволюционной России выдвинулись на самое передовое место в мировой науке. Особенно велики заслуги бессмертного Менделеева, который учение об элементах превратил в подлинную научную систему и, благодаря своей диалектико-материалистической методологии, смог исправить ошибки своих предшественников, предсказать большое количество новых химических начал и правильно предначертать дальнейшее развитие учения об элементах.

Роберт БОЙЛЬ

Он родился 25 января 1627 года в Лисморе (Ирландия), а образование получил в Итонском колледже (1635-1638) и в Женевской академии (1639-1644). После этого почти безвыездно жил в своем имении в Столбридже, там и проводил свои химические исследования в течение 12 лет. В 1656 году Бойль перебирается в Оксфорд, а в 1668 году переезжает в Лондон.

Научная деятельность Роберта Бойля была основана на экспериментальном методе и в физике, и в химии, и развивала атомистическую теорию. В 1660 году он открыл закон изменения объема газов (в частности, воздуха) с изменением давления. Позднее он получил имя закона Бойля-Мариотта : независимо от Бойля этот закон сформулировал французский физик Эдм Мариотт.

Бойль много занимался изучением химических процессов – например, протекающих при обжиге металлов, сухой перегонке древесины, превращениях солей, кислот и щелочей. В 1654 году он ввел в науку понятие анализа состава тел . Одна из книг Бойля носила название "Химик-скептик". В ней были определены элементы как "первоначальные и простые, вполне не смешанные тела, которые не составлены друг из друга, но представляют собой те составные части, из которых составлены все так называемые смешанные тела и на которые последние могут быть в конце концов разложены ".

А в 1661 году Бойль формулирует понятие о "первичных корпускулах " как элементах и "вторичных корпускулах " как сложных телах.

Он также впервые дал объяснение различиям в агрегатном состоянии тел. В 1660 году Бойль получил ацетон , перегоняя ацетат калия, в 1663 году обнаружил и применил в исследованиях кислотно-основный индикатор лакмус в лакмусовом лишайнике, произрастающем в горах Шотландии. В 1680 году он разработал новый способ получения фосфора из костей, получил ортофосфорную кислоту и фосфин ...

В Оксфорде Бойль принял деятельное участие в основании научного общества, которое в 1662 году было преобразовано в Лондонское Королевское общество (фактически это английская Академия наук).

Роберт Бойль умер 30 декабря 1691 года, оставив будущим поколениям богатое научное наследие. Бойлем было написано множество книг, некоторые из них вышли в свет уже после смерти ученого: часть рукописей была найдена в архивах Королевского общества...

АВОГАДРО Амедео

(1776 – 1856)

Итальянский физик и химик, член Туринской академии наук (с 1819 г.). Родился в Турине. Окончил юридический факультет Туринского университета (1792 г.). С 1800 г. самостоятельно изучал математику и физику. В 1809 - 1819 гг. преподавал физику в лицее г. Верчелли. В 1820 - 1822 и 1834 - 1850 гг. – профессор физики Туринского университета. Научные работы относятся к различным областям физики и химии. В 1811 г. заложил основы молекулярной теории, обобщил накопленный к тому времени экспериментальный материал о составе веществ и привел в единую систему противоречащие друг другу опытные данные Ж. Гей-Люссака и основные положения атомистики Дж. Дальтона.

Открыл (1811 г.) закон, согласно которому в одинаковых объемах газов при одинаковых температурах и давлениях содержится одинаковое количество молекул (закон Авогадро ). Именем Авогадро названа универсальная постоянная – число молекул в 1 моль идеального газа.

Создал (1811 г.) метод определения молекулярных масс, посредством которого по экспериментальным данным других исследователей первым правильно вычислил (1811-1820 гг.) атомные массы кислорода, углерода, азота, хлора и ряда других элементов. Установил количественный атомный состав молекул многих веществ (в частности, воды, водорода, кислорода, азота, аммиака, оксидов азота, хлора, фосфора, мышьяка, сурьмы), для которых он ранее был определен неправильно. Указал (1814 г.) состав многих соединений щелочных и щелочноземельных металлов, метана, этилового спирта, этилена. Первым обратил внимание на аналогию в свойствах азота, фосфора, мышьяка и сурьмы – химических элементов, составивших впоследствии VA-группу Периодической системы. Результаты работ Авогадро по молекулярной теории были признаны лишь в 1860 г. на I Международном конгрессе химиков в Карлсруэ.

В 1820-1840 гг. занимался электрохимией, изучал тепловое расширение тел, теплоемкости и атомные объемы; при этом получил выводы, которые координируются с результатами позднее проведенных исследований Д.И. Менделеева по удельным объемам тел и современными представлениями о строении вещества. Издал труд "Физика весовых тел, или же трактат об общей конструкции тел" (т. 1-4, 1837 - 1841 гг.), в котором, в частности, намечены пути к представлениям о нестехиометричности твердых тел и о зависимости свойств кристаллов от их геометрии.

Йенс-Якоб Берцелиус

(1779-1848)

Шведский химик Йенс-Якоб Берцелиус родился в семье директора школы. Отец умер вскоре после его рождения. Мать Якоба вторично вышла замуж, но после рождения второго ребенка заболела и умерла. Отчим сделал все, чтобы Якоб и его младший брат получили хорошее образование.

Химией Якоб Берцелиус увлекся только в двадцатилетнем возрасте, но уже в 29 лет он был избран членом Шведской королевской Академии наук, а двумя годами позже – ее президентом.

Берцелиус на опыте подтвердил многие химические законы, известные к тому времени. Работоспособность Берцелиуса поражает: он проводил в лаборатории по 12-14 часов в сутки. На протяжении своей двадцатилетней научной деятельности он исследовал более двух тысяч веществ и точно определил их состав. Он открыл три новых химических элемента (церий Ce, торий Th и селен Se), впервые выделил в свободном состоянии кремний Si, титан Ti, тантал Ta и цирконий Zr. Берцелиус много занимался теоретической химией, составлял ежегодные обзоры успехов физических и химических наук, был автором самого популярного в те годы учебника химии. Возможно, это и заставило его ввести в химический обиход удобные современные обозначения элементов и химические формулы.

Берцелиус женился только в 55 лет на двадцатичетырехлетней Иоганне Элизабет, дочери своего старинного друга Поппиуса, государственного канцлера Швеции. Брак их был счастливым, но детей не было. В 1845 году состояние здоровья Берцелиуса ухудшилось. После одного особенно сильного приступа подагры у него оказались парализованы обе ноги. В августе 1848 года на семидесятом году жизни Берцелиус умер. Он похоронен на маленьком кладбище вблизи Стокгольма.

Владимир Иванович ВЕРНАДСКИЙ

Владимир Иванович Вернадский во время учебы в Петербургском университете слушал лекции Д.И. Менделеева, А.М. Бутлерова и других известных российских химиков.

Со временем он сам стал строгим и внимательным учителем. Его учениками или учениками его учеников являются почти все минералоги и геохимики нашей страны.

Выдающийся естествоиспытатель не разделял точку зрения, что минералы есть нечто неизменное, часть установившейся "системы природы". Он считал, что в природе идет постепенное взаимное превращение минералов . Вернадский создал новую науку – геохимию . Владимир Иванович первым отметил огромную роль живого вещества – всех растительных и животных организмов и микроорганизмов на Земле – в истории перемещения, концентрации и рассеяния химических элементов. Ученый обратил внимание, что некоторые организмы способны накапливать железо, кремний, кальций и другие химические элементы и могут участвовать в образовании месторождений их минералов, что микроорганизмы играют огромную роль в разрушении горных пород. Вернадский утверждал, что "разгадка жизни не может быть получена только путем изучения живого организма. Для ее разрешения надо обратиться и к его первоисточнику – к земной коре ".

Изучая роль живых организмов в жизни нашей планеты, Вернадский пришел к выводу, что весь атмосферный кислород – это продукт жизнедеятельности зеленых растений. Владимир Иванович уделял исключительное внимание проблемам экологии . Он рассматривал глобальные экологические вопросы, влияющие на биосферу в целом. Более того, он создал само учение о биосфере – области активной жизни, охватывающей нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы, в которой деятельность живых организмов (в том числе и человека) является фактором планетарного масштаба. Он считал, что биосфера под влиянием научных и производственных достижений постепенно переходит в новое состояние - сферу разума, или ноосферу . Решающим фактором развития этого состояния биосферы должна стать разумная деятельность человека, гармоничное взаимодействие природы и общества . Это возможно лишь при учете тесной взаимосвязи законов природы с законами мышления и социально-экономическими законами.

Джон ДАЛЬТОН

(Dalton J.)

Джон Дальтон родился в бедной семье, обладал большой скромностью и необычайной жаждой знаний. Он не занимал никакой важной университетской должности, был простым учителем математики и физики в школе и колледже.

Основные научные исследования до 1800-1803 гг. относятся к физике, более поздние – к химии. Проводил (с 1787 г.) метеорологические наблюдения, исследовал цвет неба, природу тепла, преломление и отражение света. В результате создал теорию испарения и смешения газов. Описал (1794 г.) дефект зрения, названный дальтонизмом .

Открыл три закона , составивших сущность его физической атомистики газовых смесей: парциальных давлений газов (1801 г.), зависимости объема газов при постоянном давлении от температуры (1802 г., независимо от Ж.Л. Гей-Люссака) и зависимости растворимости газов от их парциальных давлений (1803 г.). Эти работы привели его к решению химической проблемы соотношения состава и строения веществ.

Выдвинул и обосновал (1803-1804 гг.) теорию атомного строения , или химическую атомистику, объяснившую эмпирический закон постоянства состава. Теоретически предсказал и открыл (1803 г.) закон кратных отношений : если два элемента образуют несколько соединений, то массы одного элемента, приходящиеся на одну и ту же массу другого, относятся как целые числа.

Составил (1803 г.) первую таблицу относительных атомных масс водорода, азота, углерода, серы и фосфора, приняв за единицу атомную массу водорода. Предложил (1804 г.) систему химических знаков для "простых" и "сложных" атомов. Проводил (с 1808 г.) работы, направленные на уточнение отдельных положений и разъяснение сущности атомистической теории. Автор труда "Новая система химической философии" (1808-1810 гг.), пользующегося всемирной известностью.

Член многих академий наук и научных обществ.

Сванте АРРЕНИУС

(р. 1859)

Сванте-Август Аррениус родился в старинном шведском городе Упсале. В гимназии он был одним из лучших учеников, особенно легко ему давалось изучение физики и математики. В 1876 году юноша был принят в Упсальский университет. И уже через два года (на шесть месяцев раньше срока) он сдал экзамен на степень кандидата философии. Однако впоследствии он жаловался, что обучение в университете велось по устаревшим схемам: например, "нельзя было услышать ни единого слова о менделеевской системе, а ведь ей было уже больше десяти лет"…

В 1881 году Аррениус переехал в Стокгольм и поступил на работу в Физический институт Академии наук. Там он приступил к изучению электрической проводимости сильно разбавленных водных растворов электролитов. Хотя Сванте Аррениус по образованию – физик, он знаменит своими химическими исследованиями и стал одним из основателей новой науки – физической химии. Больше всего он занимался изучением поведения электролитов в растворах, а также исследованием скорости химических реакций. Работы Аррениуса долгое время не признавали его соотечественники, и только когда его выводы получили высокую оценку в Германии и Франции, он был избран в Шведскую академию наук. За разработку теории электролитической диссоциации Аррениусу была присуждена Нобелевская премия 1903 года.

Веселый и добродушный великан Сванте Аррениус, настоящий "сын шведской сельской местности", всегда был душой общества, располагал к себе коллег и просто знакомых. Он был дважды женат; его двух сыновей звали Олаф и Свен. Он получил широкую известность не только как физикохимик, но и автор множества учебников, научно-популярных и просто популярных статей и книг по геофизике, астрономии, биологии и медицине.

Но путь к мировому признанию для Аррениуса-химика был совсем не прост. У теории электролитической диссоциации в ученом мире были очень серьезные противники. Так, Д.И. Менделеев резко критиковал не только саму идею Аррениуса о диссоциации, но и чисто "физический" подход к пониманию природы растворов, не учитывающий химических взаимодействий между растворенным веществом и растворителем.

Впоследствии выяснилось, что и Аррениус, и Менделеев были каждый по-своему правы, и их взгляды, дополняя друг друга, составили основу новой – протонной – теории кислот и оснований.

КАВЕНДИШ Генри

Английский физик и химик, член Лондонского королевского общества (с 1760 г.). Родился в Ницце (Франция). Окончил Кембриджский университет (1753 г.). Научные исследования проводил в собственной лаборатории.

Работы в области химии относятся к пневматической (газовой) химии, одним из создателей которой он является. Выделил (1766 г.) в чистом виде углекислый газ и водород, приняв последний за флогистон, установил основной состав воздуха как смесь азота и кислорода. Получил окислы азота. Сжиганием водорода получил (1784 г.) воду, определив соотношение объемов взаимодействующих в этой реакции газов (100:202). Точность его исследований была столь велика, что позволила ему при получении (1785 г.) окислов азота посредством пропускания электрической искры через увлажненный воздух наблюдать наличие "дефлогистированного воздуха", составляющего не более 1/20 части общего объема газов. Это наблюдение помогло У. Рамзаю и Дж. Рэлею открыть (1894 г.) благородный газ аргон. Свои открытия объяснял с позиции теории флогистона.

В области физики во многих случаях предвосхитил более поздние открытия. Закон, согласно которому силы электрического взаимодействия обратно пропорциональны квадрату расстояния между зарядами, был открыт им (1767 г.) на десять лет раньше французского физика Ш. Кулона. Экспериментально установил (1771 г.) влияние среды на емкость конденсаторов и определил (1771 г.) значение диэлектрических постоянных ряда веществ. Определил (1798 г.) силы взаимного притяжения тел под влиянием тяготения и вычислил тогда же среднюю плотность Земли. О работах Кавендиша в области физики стало известно лишь в 1879 г. – после того, как английский физик Дж. Максвелл опубликовал его рукописи, находившиеся до этого времени в архивах.

Именем Кавендиша названа организованная в 1871 г. физическая лаборатория в Кембриджском университете.

КЕКУЛЕ Фридрих Август

(Kekule F.A.)

Немецкий химик - органик. Родился в Дармштадте. Окончил Гисенский университет (1852 г.). Слушал в Париже лекции Ж. Дюма, Ш. Вюрца, Ш. Жеpapa. В 1856-1858 гг. преподавал в Гейдельбергском университете, в 1858-1865 гг. – профессор Гентского университета (Бельгия), с 1865 г. – Боннского университета (в 1877-1878 гг. – ректор). Научные интересы преимущественно были сосредоточены в области теоретической органической химии и органического синтеза. Получил тиоуксусную кислоту и другие сернистые соединения (1854 г.), гликолевую кислоту (1856 г.). Впервые по аналогии с типом воды ввел (1854 г.) тип сероводорода. Высказал (1857 г.) мысль о валентности как о целом числе единиц сродства, которым обладает атом. Указал на "двухосновность" (двухвалентность) серы и кислорода. Разделил (1857 г.) все элементы, за исключением углерода, на одно-, двух- и трехосновные; углерод же отнес к четырехосновным элементам (одновременно с Л.В.Г. Кольбе).

Выдвинул (1858 г.) положение о том, что конституция соединений обусловливается "основностью", то есть валентностью , элементов. Впервые (1858 г.) показал, что число атомов водорода, связанных с n атомами углерода, равно 2n + 2. На основе теории типов сформулировал первоначальные положения теории валентности. Рассматривая механизм реакций двойного обмена, высказал мысль о постепенном ослаблении исходных связей и привел (1858 г.) схему, являющуюся первой моделью активированного состояния. Предложил (1865 г.) циклическую структурную формулу бензола, распространив тем самым теорию химического строения Бутлерова на ароматические соединения. Экспериментальные работы Кекуле тесно связаны с его теоретическими исследованиями. С целью проверки гипотезы о равноценности всех шести атомов водорода в бензоле получил его галоген-, нитро-, амино- и карбоксипроизводные. Осуществил (1864 г.) цикл превращений кислот: природная яблочная - бромянтарная - оптически неактивная яблочная. Открыл (1866 г.) перегруппировку диазоамино- в аминоазобензол. Синтезировал трифенилметан (1872 г.) и антрахинон (1878 г.). Для доказательства строения камфары предпринял работы по превращению ее в оксицимол, а затем в тиоцимол. Изучил кротоновую конденсацию ацетальдегида и реакцию получения карбокситартроновой кислоты. Предложил методы синтеза тиофена на основе диэтилсульфида и ангидрида янтарной кислоты.

Президент Немецкого химического общества (1878, 1886, 1891 гг.). Один из организаторов I Международного конгресса химиков в Карлсруэ (1860 г.). Иностранный чл.-кор. Петербургской АН (с 1887 г.).

Антуан-Лоран ЛАВУАЗЬЕ

(1743-1794)

Французский химикАнтуан-Лоран Лавуазье по образованию юрист, был очень богатым человеком. Он состоял в "Компании откупов" – организации финансистов, бравшей на откуп государственные налоги. На этих финансовых операциях Лавуазье приобрел огромное состояние. Политические события, происходившие во Франции, имели для Лавуазье печальные последствия: он был казнен за то, что работал в "Генеральном откупе" (акционерном обществе по сбору налогов). В мае 1794 года в числе других обвиняемых-откупщиков Лавуазье предстал перед революционным трибуналом и на следующий день был приговорен к смертной казни "как зачинщик или соучастник заговора, стремившийся содействовать успеху врагов Франции путем вымогательств и незаконных поборов с французского народа". Вечером 8 мая приговор был приведен в исполнение, а Франция лишилась одной из самых блестящих голов... Через два года Лавуазье был признан несправедливо осужденным, однако, это уже не могло вернуть Франции замечательного ученого. Еще обучаясь на юридическом факультете Парижского университета, будущий генеральный откупщик и выдающийся химик одновременно изучал естественные науки. Часть своего состояния Лавуазье вложил в обустройство химической лаборатории, оснащенной прекрасным по тем временам оборудованием, ставшую научным центром Парижа. В своей лаборатории Лавуазье провел многочисленные опыты, в которых он определял изменения масс веществ при их прокаливании и горении.

Лавуазье первым показал, что масса продуктов горения серы и фосфора больше, чем масса сгоревших веществ, и что объем воздуха, в котором горел фосфор, уменьшился на 1/5 часть. Нагревая ртуть с определенным объемом воздуха, Лавуазье получил "ртутную окалину" (оксид ртути) и "удушливый воздух" (азот), непригодный для горения и дыхания. Прокаливая ртутную окалину, он разложил ее на ртуть и "жизненный воздух" (кислород). Этими и многими другими опытами Лавуазье показал сложность состава атмосферного воздуха и впервые правильно истолковал явления горения и обжига как процесс соединения веществ с кислородом. Этого не смогли сделать английский химик и философ Джозеф Пристли и шведский химик Карл-Вильгельм Шееле, а также другие естествоиспытатели, которые сообщили об открытии кислорода раньше. Лавуазье доказал, что углекислый газ (диоксид углерода) – это соединение кислорода с "углем" (углеродом), а вода – соединение кислорода с водородом. Он на опыте показал, что при дыхании поглощается кислород и образуется углекислый газ, то есть процесс дыхания подобен процессу горения. Более того, французский химик установил, что образование углекислого газа при дыхании является главным источником "животной теплоты". Лавуазье одним из первых попытался объяснить сложные физиологические процессы, происходящие в живом организме, с точки зрения химии.

Лавуазье стал одним из основоположников классической химии. Он открыл закон сохранения веществ, ввел понятия "химический элемент" и "химическое соединение", доказал, что дыхание подобно процессу горения и является источником теплоты в организме Лавуазье был автором первой классификации химических веществ и учебника "Элементарный курс химии". В 29 лет он был избран действительным членом Парижской Академии наук.

Анри-Луи ЛЕ-ШАТЕЛЬЕ
(Le Chatelier H. L.)

Анри-Луи Ле-Шателье родился 8 октября 1850 года в Париже. После окончания Политехнической школы в 1869 году он поступил в Высшую Национальную горную школу. Будущий открыватель знаменитого принципа был широко образованным и эрудированным человеком. Его интересовали и техника, и естественные науки, и общественная жизнь. Много времени он посвятил изучению религии и древних языков. В возрасте 27 лет Ле-Шателье стал уже профессором Высшей горной школы, а тридцать лет спустя – Парижского университета. Тогда же он был избран в действительные члены Парижской Академии наук.

Наиболее важный вклад французского ученого в науку был связан с изучением химического равновесия , исследованием смещения равновесия под действием температуры и давления. Студенты Сорбонны, слушавшие лекции Ле-Шателье в 1907-1908 годах, так записывали в своих конспектах: "Изменение любого фактора, могущего влиять на состояние химического равновесия системы веществ, вызывает в ней реакцию, стремящуюся противодействовать производимому изменению. Повышение температуры вызывает реакцию, стремящуюся понизить температуру, то есть идущую с поглощением тепла. Увеличение давления вызывает реакцию, стремящуюся вызвать уменьшение давления, то есть сопровождающуюся уменьшением объема ...".

К сожалению, Ле-Шателье не был удостоен Нобелевской премии. Причина заключалась в том, что эта премия присуждалась только авторам работ, выполненных или получивших признание в год получения премии. Важнейшие работы Ле Шателье были выполнены задолго до 1901 года, когда состоялось первое присуждение Нобелевских премий.

ЛОМОНОСОВ Михаил Васильевич

Русский ученый, академик Петербургской АН (с 1745 г.). Родился в д. Денисовка (ныне с. Ломоносове Архангельской обл.). В 1731-1735 гг. учился в Славяно-греко-латинской академии в Москве. В 1735 г. был послан в Петербург в академический университет, а в 1736 г. – в Германию, где учился в Марбургском университете (1736-1739 гг.) и во Фрейберге в Школе горного дела (1739-1741 гг.). В 1741-1745 гг. – адъюнкт Физического класса Петербургской АН, с 1745 г. – профессор химии Петербургской АН, с 1748 г. работал в учрежденной по его инициативе Химической лаборатории АН. Одновременно с 1756 г. проводил исследования на основанном им в Усть-Рудицах (вблизи Петербурга) стекольном заводе и в домашней лаборатории.

Творческая деятельность Ломоносова отличается как исключительной широтой интересов, так и глубиной проникновения в тайны природы. Его исследования относятся к математике, физике, химии, наукам о Земле, астрономии. Результаты этих исследований заложили основы современного естествознания. Ломоносов обратил внимание (1756 г.) на основополагающее значение закона сохранения массы вещества в химических реакциях; изложил (1741-1750 гг.) основы своего корпускулярного (атомно-молекулярного) учения, получившего развитие лишь спустя столетие; выдвинул (1744-1748 гг.) кинетическую теорию теплоты; обосновал (1747-1752 гг.) необходимость привлечения физики для объяснения химических явлений и предложил для теоретической части химии название "физическая химия", а для практической части – "техническая химия". Его труды стали рубежом в развитии науки, отграничивающим натурфилософию от экспериментального естествознания.

До 1748 г. Ломоносов занимался преимущественно физическими исследованиями, а в период 1748-1757 гг. его работы посвящены главным образом решению теоретических и экспериментальных вопросов химии. Развивая атомистические представления, он впервые высказал мнение о том, что тела состоят из "корпускул", а те, в свою очередь, – из "элементов"; это соответствует современным представлениям о молекулах и атомах.

Был зачинателем применения математических и физических методов исследования в химии и первым начал читать в Петербургской АН самостоятельный "курс истинно физической химии". В руководимой им Химической лаборатории Петербургской АН выполнялась широкая программа экспериментальных исследований. Разработал точные методы взвешивания, применял объемные методы количественного анализа. Проводя опыты по обжигу металлов в запаянных сосудах, показал (1756 г.), что их вес после нагревания не изменяется и что мнение Р. Бойля о присоединении тепловой материи к металлам ошибочно.

Изучал жидкое, газообразное и твердое состояния тел. Достаточно точно определил коэффициенты расширения газов. Изучал растворимость солей при разных температурах. Исследовал влияние электрического тока на растворы солей, установил факты понижения температуры при растворении солей и понижения точки замерзания раствора по сравнению с чистым растворителем. Проводил различие между процессом растворения металлов в кислоте, сопровождающимся химическими изменениями, и процессом растворения солей в воде, происходящим без химических изменений растворяемых веществ. Создал различные приборы (вискозиметр, прибор для фильтрования под вакуумом, прибор для определения твердости, газовый барометр, пирометр, котел для исследования веществ при низком и высоком давлениях), достаточно точно градуировал термометры.

Был создателем многих химических производств (неорганических пигментов, глазурей, стекла, фарфора). Разработал технологию и рецептуру цветных стекол, которые он употреблял для создания мозаичных картин. Изобрел фарфоровую массу. Занимался анализом руд, солей и других продуктов.

В труде "Первые основания металлургии, или рудных дел" (1763 г.) рассмотрел свойства различных металлов, дал их классификацию и описал способы получения. Наряду с другими работами по химии труд этот заложил основы русского химического языка. Рассмотрел вопросы образования в природе различных минералов и нерудных тел. Высказал идею биогенного происхождения гумуса почвы. Доказывал органическое происхождение нефтей, каменного угля, торфа и янтаря. Описал процессы получения железного купороса, меди из медного купороса, серы из серных руд, квасцов, серной, азотной и соляной кислот.

Первым из русских академиков приступил к подготовке учебников по химии и металлургии ("Курс физической химии", 1754 г.; "Первые основания металлургии, или рудных дел", 1763 г.). Ему принадлежит заслуга создания Московского университета (1755 г.), проект и учебная программа которого составлены им лично. По его проекту в 1748 г. завершена постройка Химической лаборатории Петербургской АН. С 1760 г. был попечителем гимназии и университета при Петербургской АН. Создал основы современного русского литературного языка. Был поэтом и художником. Написал ряд трудов по истории, экономике, филологии. Член ряда академий наук. Именем Ломоносова названы Московский университет (1940 г.), Московская Академия тонкой химической технологии (1940 г.), город Ломоносов (бывший Ораниенбаум). АН СССР учредила (1956 г.) Золотую медаль им. М.В. Ломоносова за выдающиеся работы в области химии и других естественных наук.

Дмитрий Иванович МЕНДЕЛЕЕВ

(1834-1907)

Дмитрий Иванович Менделеев – великий русский ученый-энциклопедист, химик, физик, технолог, геолог и даже метеоролог. Менделеев обладал удивительно ясным химическим мышлением, он всегда ясно представлял конечные цели своей творческой работы: предвидение и пользу. Он писал: "Ближайший предмет химии составляет изучение однородных веществ, из сложения которых составлены все тела мира, превращений их друг в друга и явлений, сопровождающих такие превращения".

Менделеев создал современную гидратную теорию растворов, уравнение состояния идеального газа, разработал технологию получения бездымного пороха, открыл Периодический закон и предложил Периодическую систему химических элементов, написал лучший для своего времени учебник химии.

Он родился в 1834 году в Тобольске и был последним, семнадцатым по счету ребенком в семье директора Тобольской гимназии Ивана Павловича Менделеева и его жены Марии Дмитриевны. Ко времени его рождения в семье Менделеевых из детей осталось в живых два брата и пять сестер. Девять детей умерли еще в младенческом возрасте, а троим из них родители даже не успели дать имена.

Учеба Дмитрия Менделеева в Петербурге в педагогическом институте вначале давалась нелегко. На первом курсе он умудрился по всем предметам, кроме математики, получить неудовлетворительные оценки. Но на старших курсах дело пошло по-другому – среднегодовой балл Менделеева был равен четырем с половиной (из пяти возможных). Он окончил институт в 1855 году с золотой медалью, получив диплом старшего учителя.

Жизнь не всегда была благосклонна к Менделееву: были в ней и разрыв с невестой, и недоброжелательность коллег, неудачный брак и затем развод... Два года (1880 и 1881) были очень тяжелыми в жизни Менделеева. В декабре 1880 года Петербургская академия наук отказала ему в избрании академиком: "за" проголосовало девять, а "против" – десять академиков. Особенно неблаговидную роль при этом сыграл секретарь академии некто Веселовский. Он откровенно заявил: "Мы не хотим университетских. Если они и лучше нас, то нам все-таки их не нужно".

В 1881 году с большим трудом был расторгнут брак Менделеева с первой женой, совершенно не понимавшей мужа и упрекавшей его в отсутствии внимания.

В 1895 году Менделеев ослеп, но продолжал руководить Палатой мер и весов. Деловые бумаги ему зачитывали вслух, распоряжения он диктовал секретарю, а дома вслепую продолжал клеить чемоданы. Профессор И.В. Костенич за две операции удалил катаракту, и вскоре зрение вернулось…

Зимой 1867-68 года Менделеев начал писать учебник "Основы химии" и сразу столкнулся с трудностями систематизации фактического материала. К середине февраля 1869 года, обдумывая структуру учебника, он постепенно пришел к выводу, что свойства простых веществ (а это есть форма существования химических элементов в свободном состоянии) и атомные массы элементов связывает некая закономерность.

Менделеев многого не знал о попытках его предшественников расположить химические элементы по возрастанию их атомных масс и о возникающих при этом казусах. Например, он не имел почти никакой информации о работах Шанкуртуа, Ньюлендса и Мейера.

Менделееву пришла неожиданная мысль: сопоставить близкие атомные массы различных химических элементов и их химические свойства.

Недолго думая, на обратной стороне письма Ходнева он записал символы хлора Cl и калия K с довольно близкими атомными массами, равными соответственно 35,5 и 39 (разница всего в 3,5 единицы). На том же письме Менделеев набросал символы других элементов, отыскивая среди них подобные "парадоксальные" пары: фтор F и натрий Na, бром Br и рубидий Rb, иод I и цезий Cs, для которых различие масс возрастает с 4,0 до 5,0, а потом и до 6,0. Менделеев тогда не мог знать, что "неопределенная зона" между явными неметаллами и металлами содержит элементы – благородные газы , открытие которых в дальнейшем существенно видоизменит Периодическую систему. Постепенно начал вырисовываться облик будущей Периодической системы химических элементов.

Так, вначале он положил карточку с элементом бериллием Be (атомная масса 14) рядом с карточкой элемента алюминия Al (атомная масса 27,4), по тогдашней традиции приняв бериллий за аналог алюминия. Однако затем, сопоставив химические свойства, он поместил бериллий над магнием Mg. Усомнившись в общепринятом тогда значении атомной массы бериллия, он изменил ее на 9,4, а формулу оксида бериллия переделал из Be 2 O 3 в BeO (как у оксида магния MgO). Кстати, "исправленное" значение атомной массы бериллия подтвердилось только через десять лет. Так же смело действовал он и в других случаях.

Постепенно Дмитрий Иванович пришел к окончательному выводу, что элементы, расположенные по возрастанию их атомных масс, выказывают явную периодичность физических и химических свойств.

В течение всего дня Менделеев работал над системой элементов, отрываясь ненадолго, чтобы поиграть с дочерью Ольгой, пообедать и поужинать.

Вечером 1 марта 1869 года он набело переписал составленную им таблицу и под названием "Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве" послал ее в типографию, сделав пометки для наборщиков и поставив дату "17 февраля 1869 года" (это по старому стилю). Так был открыт Периодический закон ...

Введение

Дмитрий Иванович Менделеев: вклад в развитие химии

Русский гений химии

1 Открытие Периодического закона

2 Значение Периодического закона для химии и естествознания

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Дмитрий Иванович Менделеев - русский химик, открывший периодический закон химических элементов, педагог и общественный деятель, один из величайших ученых земной цивилизации. Согласно опросам авторитетных зарубежных специалистов, самым замечательным ученым XIX века был признан Д.И. Менделеев. Слава его всемирна.

Когда мы говорим о Менделееве то, прежде всего, думаем об открытом им Периодическом законе химических элементов, одном из основополагающих устоев естествознания, и созданной на его основе Периодической системе элементов.

Было ли это гениальным озарением или, что, видимо, точнее, реальным завершением долгой мыслительной работы не суть важно, но именно фундаментальный Периодический закон лег в основу современного учения о строении вещества.

И этим все сказано. Существует химия до Менделеева и современная химия. Так же как существует додарвиновская биология и современная наука о живом веществе.

Но, думая и говоря о гении Менделеева, конечно, невозможно остановиться только на этом его великом открытии, хотя его одного было бы более чем достаточно, чтобы имя ученого обрело бессмертие. Но у Менделеева были и «Толковый тариф», и классические «Основы химии», и «Органическая химия». Данная тема была актуальна в свое время, актуальной остается и сегодня.

Цель работы: изучить вклад Д.И. Менделеева в развитие химии.

В соответствии с целью решим следующие задачи:

дадим краткую биографию Д.И. Менделеева;

рассмотрим основные труды в области химии;

охарактеризуем главное его открытие:

Периодический закон химических элементов.

Работа состоит их введения, глав основной части, заключения и списка литературы.

менделеев периодический закон химия

1. Дмитрий Иванович Менделеев: вклад в развитие химии

Дмитрий Менделеев родился 27 января (8 февраля) 1834 года в Тобольске в семье директора гимназии и попечителя народных училищ Тобольской губернии Ивана Павловича Менделеева и Марии Дмитриевны Менделеевой, урождённой Корнильевой. Воспитывала его мать, поскольку отец будущего химика ослеп вскоре после рождения своего сына. Очень много внимания она уделяла младшему сыну, в котором смогла разглядеть его необыкновенные способности.

Осенью 1841 года Митя поступил в Тобольскую гимназию. Он был принят в первый класс с условием, что останется там два года, пока ему не исполнится восемь лет. Однако учился Менделеев неважно. Не все предметы ему были по душе. Охотно он занимался только математикой и физикой. Отвращение к классической школе осталось у него на всю жизнь.

Благоприятную почву для развития своих способностей Менделеев нашел только в Главном педагогическом институте в Петербурге. Здесь он встретил выдающихся учителей, умевших заронить в души своих слушателей глубокий интерес к науке. Самая обстановка института, при всей строгости режима закрытого учебного заведения, благодаря малому числу студентов, крайне заботливому к ним отношению и тесной связи их с профессорами давала широкую возможность для развития индивидуальных склонностей.

Как уже было отмечено, высшее образование он получил в Петербурге в Главном педагогическом институте, на физико-математическом факультете, где математику преподавал Остроградский, физику - Ленц, педагогику - Вышнеградский, впоследствии министр финансов России, химию - Воскресенский, «дедушка русских химиков». Его учениками были также Бекетов, Соколов, Меншуткин и многие другие ученые.

Студенческие исследования Менделеева относились к аналитической химии. Воскресенский и профессор минералогии Куторга предложили Менделееву разработать метод анализа минералов ортита и пироксена, доставляемых из Финляндии. Результаты своей работы он изложил в статье «Химический анализ ортита из Финляндии», опубликованной в 1854 году. Это был первый научный труд Менделеева, на следующий год заканчивающего институт.

Впоследствии он фактически не занимался химическим анализом, но всегда рассматривал его как весьма важный инструмент для уточнения различных результатов исследований. Между тем именно анализы ортита и пироксена стали стимулом к выбору темы его дипломной работы (диссертации): «Изоморфизм в связи с другими отношениями кристаллической формы к составу». Она начиналась такими словами: «Законы минералогии, как и других естественных наук, относятся к трем категориям, определяющим предметы видимого мира, - к форме, содержанию и свойствам. Законы форм подчиняются кристаллографии, законы свойств и содержания управляются законами физики и химии».

Понятие изоморфизма играло здесь существенную роль. Это явление уже несколько десятилетий изучалось западноевропейскими учеными. В России же Менделеев по существу был первым в данной области. Составленный им подробный обзор фактических данных и наблюдений и сформулированные на его основе выводы сделали бы честь любому ученому, специально занимавшемуся проблемами изоморфизма.

Как вспоминал Менделеев впоследствии, «составление этой диссертации вовлекло меня в изучение более всего химических отношений. Этим она определила многое». Позже он назовет исследование изоморфизма одной из «предтеч», способствовавших открытию Периодического закона.

В мае 1855 года Учёный совет присудил Менделееву титул «Старший учитель» и наградил золотой медалью.

В педагогическом институте режим больше походил на казарменные порядки. Даже отлучиться в город студенты могли лишь на непродолжительное время, получив разрешение. Менделееву пришлось догонять своих сокурсников и самостоятельно изучать материал, который его коллеги прошли в первый год. Такая нагрузка сказалась на его здоровье. Врачи рекомендовали ему сменить нездоровый петербургский климат и уехать на юг.

В Одессе Менделеева назначили преподавателем математики, физики и естественных наук в гимназию при Ришельевском лицее. Много времени он отдавал работе над магистерской диссертацией, в которой рассматривал проблему «удельных объёмов» с точки зрения унитарной теории Жерара, полностью отбросив дуалистическую теорию Берцелиуса. Эта работа показала удивительную способность Менделеева к обобщению и его широкие познания в химии. Осенью Менделеев блестяще защитил диссертацию, с успехом прочёл вступительную лекцию «Строение силикатных соединений».

Через год в Петербургском университете он получил звание магистра химии и стал Доцентом. Дмитрий начал читать курс лекций по органической химии. Его талант преподавателя и ученого получил высокую оценку руководства, и в 1859 году его послали в двухгодичную научную командировку в Германию. Если многие другие его соотечественники-химики направлялись за рубеж в основном «для совершенствования образования», не имея собственных программ исследований, то Менделеев имел четко разработанную программу.

Он поехал в Гейдельберг, куда привлекали его имена Бунзена, Кирхгофа и Коппа, и там работал в организованной им самим лаборатории, преимущественно исследуя явления капиллярности и поверхностного натяжения жидкостей. И добился неплохих результатов, сделал значительное экспериментальное открытие: установил существование «температуры абсолютного кипения» (критической температуры), при достижении которой в определенных условиях жидкость мгновенно превращается в пар. Это имело практическое значение для сжижения газов.

В гейдельбергской лаборатории Менделеев работал, прежде всего, как экспериментатор-физик, а не химик. В конце своего пребывания в Гейдельберге Менделеев записал: «Главный предмет моих занятий есть физическая химия. Еще Ньютон был убежден, что причина химических реакций лежит в простом молекулярном притяжении, обусловливающем сцепление и подобном явлениям механики.

Блеск чисто химических открытий сделал современную химию совершенно специальною наукою, оторвав ее от физики и механики, но, несомненно, должно настать время, когда химическое сродство будет рассматриваться как механическое явление... Я выбрал своею специальностью те вопросы, решение которых может приблизить это время». Этот рукописный документ сохранился в архиве Менделеева, в нем он, по существу, высказал свои «заветные мысли» относительно направлений познания глубинной сущности химических явлений.

В 1861 г. Менделеев возвращается в Санкт-Петербург, где возобновляет чтение лекций по органической химии в университете и публикует работы, целиком посвященные органической химии. Одна из них, сугубо теоретическая, называется «Опыт теории пределов органических соединений». В ней он развивает оригинальные представления о предельных их формах в отдельных гомологических рядах.

Приступив к чтению курса в Петербургском университете, Менделеев, не найдя ни одного пособия, которое он мог рекомендовать студентам, в 1861 году Менделеев издает учебное пособие - «Органическую химию», удостоенную Санкт-Петербургской академией наук Демидовской премии.

«Блестящие лекции Д.И. Менделеева в Петербургском университете, - вспоминал В.И. Вернадский, - остаются незабываемыми... Химический элемент являлся в них не абстрактным, выделенным из космоса объектом, а представлялся облаченным плотью и кровью, составной неотделимой частью единого целого - планеты в космосе... Сколько в это время рождалось мыслей и заключений, нередко шедших совсем не туда, куда вела логическая мысль лектора, действовавшего на нас всей своей личностью и своим ярким, красочным обликом». Не случайно, Вернадский стал одним из основоположников новой науки геохимии и разработал геохимическое учение о биосфере, области жизни.

Таким образом, Менделеев оказывается одним из первых теоретиков в области органической химии в России.

В 1864-м Менделеева избрали профессором химии Технологического института. А в следующем году он защитил докторскую диссертацию «О соединении спирта с водой» на степень доктора химии. Еще через два года он уже возглавил кафедру неорганической химии университета, которую и занимал в течение 23 лет. Здесь Дмитрий Иванович приступает к написанию своего великого труда - «Основы химии».

Вот какую оценку дал этому труду А.Ле Шателье: «Все учебники химии второй половины XIX века построены по одному образцу, но заслуживает быт отмеченной лишь единственная попытка действительно отойти от классических традиций - это попытка Менделеева; его руководство по химии задумано по совершенно особому плану». По богатству и смелости научной мысли, оригинальности освещения материала, влиянию на развитие и преподавание химии этот учебник не имел равного в мировой химическое литературе.

Эта фундаментальная работа, получившая название «Основы химии», выходила 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, описывающего химические элементы. Менделеев тщательно изучил описание свойств элементов и их соединений. Но в каком порядке их проводить? Никакой системы расположения элементов не существовало. Размышление над этим вопросом вплотную подвело Менделеева к главному открытию его жизни, которое было названо Периодическая система Менделеева.

Идеи Периодического закона, окончательно сформировавшиеся во время работы над учебником, определили структуру «Основ химии» (последний выпуск курса с приложенной к нему Периодической таблицей вышел в 1871 г.) и придали этому труду поразительную стройность и фундаментальность.

Весь накопленный к этому времени огромный фактический материал по самым разным отраслям химии был впервые изложен здесь в виде стройной научной системы. «Основы химии» выдержали восемь изданий и были переведены на основные европейские языки.

Работая над изданием «Основ», Менделеев активно занимался исследованиями в области неорганической химии. В частности, он хотел найти предсказанные им элементы в природных минералах, а также внести ясность в проблему «Редких земель», чрезвычайно сходных по свойствам и плохо «укладывавшимися» в таблицу. Однако подобные исследования вряд ли были по силам одному ученому. Менделеев не мог зря тратить время, и в конце 1871 г. он обращается к совершенно новой тематике - исследованию газов.

Особенностью творческого метода Менделеева было полное «погружение» в интересующую его тему, когда в течение некоторого времени работа велась непрерывно, нередко почти круглосуточно. В результате внушительные по объему научные труды создавались им в поразительно короткие сроки.

Морское и военное министерства поручают Менделееву (1891 г.) разработку вопроса о бездымном порохе, и он блестящим образом выполняет эту задачу. Предложенный им «пироколлодий» оказался превосходным типом бездымного пороха, притом универсальным и легко приспособляемым ко всякому огнестрельному оружию.

Еще в 1859 г. 25-летний ученый публикует в «Вестнике промышленности» статью «О происхождении и уничтожении дыма». Менделеев рассчитывает теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания топлива, анализирует состав топлива различных сортов, процесс горения. Особо подчеркивает вредное влияние содержащихся в углях серы и азота.

В 1903 году Менделеев выходит его статья: «Попытка химического понимания мирового эфира», в которой он высказывает предположение, что эфир - особый химический элемент с весьма малым атомным весом, относящийся к нулевой группе периодической системы.

Кроме того, Менделеев много занимался исследованиями нефти и вплотную подошёл к открытию её сложного состава, разработал новую технологию переработки нефти. Занимался химизацией сельского хозяйства, создал прибор (пикнометр) для определения плотности жидкости.

2. Русский гений химии

1 Открытие Периодического закона

Открытие Менделеевым периодического закона датируется 17 февраля (1 марта) 1869 года, когда он составил таблицу, озаглавленную «Опыт системы элементов, основанной на их атомном весе и химическом сходстве».

Вначале сама система, внесенные исправления и прогнозы Менделеева были встречены сдержанно, русские химики не поняли, о каком великом открытии идёт речь. Только после открытия предсказанных элементов (галлий, германий, скандий) периодический закон стал получать признание. Зато значение таблицы осознал сам Дмитрий Иванович. С того дня, когда за простыми рядами символов химических элементов Менделеев увидел проявление закона природы, другие вопросы отошли на задний план. Распределение элементов в таблице казалось ему несовершенным. По его мнению, атомные веса во многих случаях были определены неточно и поэтому некоторые элементы не попадали на места, соответствующие их свойствам. Взяв за основу периодический закон, Менделеев изменил атомные веса этих элементов и поставил их в один ряд со сходными по свойствам элементами.

Дмитрий Иванович Менделеев составил несколько вариантов периодической системы и на ее основе исправил атомные веса некоторых известных элементов. Менделеев высказал предположение о существовании целого ряда неизвестных на тот момент элементов. Его идеи подтвердились, о чем имеются документально зафиксированные свидетельства. Великий ученый смог безошибочно предсказать химические свойства галлия, скандия и германия.

Первый вариант Периодической таблицы элементов был опубликован Д.И. Менделеевым задолго до того, как было изучено строение атома. В это время Менделеев преподавал химию в Петербургском университете. Готовясь к лекциям, собирая материал для своего учебника «Основы химии», Д.И. Менделеев раздумывал над тем, как систематизировать материал таким образом, чтобы сведения о химических свойствах элементов не выглядели набором разрозненных фактов.

Сначала Дмитрий Иванович Менделеев хотел сгруппировать все описываемые им элементы по валентностям, но потом выбрал другой метод и объединил их в отдельные группы, исходя из сходства свойств и атомного веса.

Менделеев, будучи химиком, за основу своей системы взял химические свойства элементов, решив расположить химически похожие элементы друг под другом, при этом соблюдая принцип возрастания атомных весов. Ничего не вышло! Тогда ученый просто взял и произвольно изменил атомные веса нескольких элементов (например, он присвоил урану атомный вес 240 вместо принятого 60, т. е. увеличил в четыре раза!), переставил местами кобальт и никель, теллур и йод, поставил три пустые карточки, предсказав существование трех неизвестных элементов. Опубликовав в 1869 г. первый вариант своей таблицы, он открыл закон, что «свойства элементов стоят в периодической зависимости от их атомного веса».

Ориентиром в этой работе Д.И. Менделееву послужили атомные массы (атомные веса) элементов. После Всемирного конгресса химиков в 1860 году, в работе которого участвовал и Д.И. Менделеев, проблема правильного определения атомных весов была постоянно в центре внимания многих ведущих химиков мира. Располагая элементы в порядке возрастания их атомных весов, Д.И. Менделеев обнаружил фундаментальный закон природы, который теперь известен как Периодический закон:

«Свойства элементов периодически изменяются в соответствии с их атомным весом».

Приведенная формулировка нисколько не противоречит современной, в которой понятие «атомный вес» заменено понятием «заряд ядра».

Несмотря на всю огромную значимость такого открытия, периодический закон и система Менделеева представляли лишь гениальное эмпирическое обобщение фактов, а их физический смысл долгое время оставался непонятным. Причина этого заключалась в том, что в XIX в. совершенно отсутствовали какие-либо представления о сложности строения атома. Сегодня мы знаем, что атомная масса сосредоточена в основном в ядре атома. Ядро состоит из протонов и нейтронов. С увеличением числа протонов, определяющих заряд ядра, растет и число нейтронов в ядрах, а значит и масса атомов элементов. Данные о строении ядра и о распределении электронов в атомах позволяют рассмотреть периодический закон и периодическую систему элементов с фундаментальных физических позиций. На базе современных представлений периодический закон формулируется так:

«Свойства простых веществ, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины заряда ядра атома (порядкового номера)».

Это было самое главное в открытии Менделеева, позволявшее связать воедино все казавшиеся до этого разрозненными группы элементов. Неожиданные сбои в этом периодическом ряду Менделеев совершенно правильно объяснил тем, что науке известны еще не все химические элементы.

В своей таблице он оставил незаполненные клеточки, однако предсказал атомный вес и химические свойства предполагаемых элементов. Он также поправил ряд неточно определенных атомных масс элементов, и дальнейшие исследования полностью подтвердили его правоту.

Пока не проставлены атомные номера, будущие группы элементов расположены горизонтально (а будущие периоды - вертикально), еще не открыты инертные газы, встречаются незнакомые символы элементов, многие атомные массы заметно отличаются от современных.

Однако нам важно видеть, что уже в первый вариант Периодической таблицы Д.И. Менделеев включал больше элементов, чем их было открыто на тот момент! Он оставил свободными 4 клеточки своей таблицы для еще неизвестных элементов и даже смог правильно оценить их атомный вес. Атомные единицы массы (а.е.м.) тогда еще не были приняты и атомные веса элементов измеряли в «паях», близких по значению к массе атома водорода.

Рисунок 1 - Первый вариант Периодической таблицы, опубликованный в 1869 году

На рисунок 1 мы видим предсказанные Д.И. Менделеевым и действительно открытые впоследствии элементы. Во всех предыдущих попытках определить взаимосвязь между элементами другие исследователи стремились создать законченную картину, в которой не было места еще не открытым элементам. Наоборот, Д.И. Менделеев считал важнейшей частью своей Периодической таблицы те ее клеточки, которые оставались пока пустыми (знаки вопроса на рис.1). Это давало возможность предсказать существование еще неизвестных элементов.

Уже в 1869 г. Менделеев поместил галогены и щелочные металлы не в центре таблицы, как раньше, а по ее краям (как это делается теперь). В следующие годы Менделеев исправил атомные веса одиннадцати элементов и изменил местоположение двадцати. В итоге в 1871 г. появилась статья «Периодическая законность для химических элементов», в которой периодическая таблица приняла вполне современный вид.

Достойно восхищения, что свое открытие Д.И. Менделеев сделал в то время, когда атомные веса многих элементов были определены весьма приблизительно, а самих элементов было известно всего 63 - то есть чуть больше половины известных нам сегодня.

Глубокое знание химических свойств различных элементов позволило Менделееву не только указать на еще не открытые элементы, но и предсказать их свойства! Посмотрите, как точно предсказал Д.И. Менделеев свойства элемента, названного им «эка-силицием» (на рис.1 это элемент германий). Спустя 16 лет предсказание Д.И. Менделеева блестяще подтвердилось.

Таблица 1 - Сопоставление свойств, предсказанных Д.И. Менделеевым для еще не открытого элемента «эка-силиция» со свойствами элемента германия (Ge)

В современной Периодической таблице германий занимает место «эка-силиция». Точно так же при жизни Д.И. Менделеева блестяще подтвердились свойства «эка-алюминия» (элемент галлий Ga) и «эка-бора» (элемент скандий Sc).

После этого ученым всего мира стало ясно, что Периодическая таблица Д.И. Менделеева не просто систематизирует элементы, а является графическим выражением фундаментального закона природы - Периодического закона.

До конца жизни он продолжал развивать и совершенствовать учение о периодичности. Открытия в 1890-х явления радиоактивности и благородных газов поставили периодическую систему перед серьезными трудностями. Проблема размещения в таблице гелия, аргона и их аналогов успешно разрешилась лишь в 1900 г.: они были помещены в самостоятельную нулевую группу. Дальнейшие открытия помогли связать со структурой системы обилие радиоэлементов.

Сам Менделеев считал главным изъяном Периодического закона и периодической системы отсутствие их строгого физического объяснения. Оно было невозможно, пока не была разработана модель атома. Однако он твердо верил, что «по видимости, периодическому закону будущее не грозит разрушением, а только надстройки и развитие обещает» (запись в дневнике от 10 июля 1905 г.), и XX столетие дало множество подтверждений этой уверенности Менделеева.

2 Значение Периодического закона для химии и естествознания

Периодическая система Д.И. Менделеева стала важнейшей вехой в развитии атомно-молекулярного учения. Благодаря ей сложилось современное понятие о химическом элементе, были уточнены представления о простых веществах и соединениях.

Этот закон обладал предсказательной силой. Он позволил вести целенаправленный поиск новых, еще не открытых элементов. Атомные веса многих элементов, определенные до этого недостаточно точно, подверглись проверке и уточнению именно потому, что их ошибочные значения вступали в противоречие с Периодическим законом.

Прогнозирующая роль периодической системы, показанная Менделеевым, в XX веке проявилась в оценке химических свойств трансурановых элементов.

Принципиальная новизна Периодического закона, открытого и сформулированного Д.И. Менделеевым, заключалась в следующем:

Устанавливалась связь между НЕСХОДНЫМИ по своим свойствам элементами. Эта связь заключается в том, что свойства элементов плавно и примерно одинаково изменяются с возрастанием их атомного веса, а затем эти изменения ПЕРИОДИЧЕСКИ ПОВТОРЯЮТСЯ.

В тех случаях, когда создавалось впечатление, что в последовательности изменения свойств элементов не хватает какого-нибудь звена, в Периодической таблице предусматривались ПРОБЕЛЫ, которые надо было заполнить еще не открытыми элементами. Мало того, Периодический закон позволял ПРЕДСКАЗЫВАТЬ свойства этих элементов.

С момента появления Периодического закона химия перестала быть описательной наукой. Как образно заметил известный русский химик Н.Д. Зелинский, Периодический закон явился «открытием взаимной связи всех атомов в мироздании».

Дальнейшие открытия в химии и физике многократно подтвердили фундаментальный смысл Периодического закона. Были открыты инертные газы, которые великолепно вписались в Периодическую систему - особенно наглядно это показывает длинная форма таблицы. Порядковый номер элемента оказался равным заряду ядра атома этого элемента. Многие неизвестные ранее элементы были открыты благодаря целенаправленному поиску именно тех свойств, которые предсказывались по Периодической таблице.

Периодическая система Менделеева явилась своего рода путеводной картой при изучении неорганической химии и исследовательской работе в этой области.

Появление периодической системы открыло новую, подлинно научную эру в истории химии и ряде смежных наук - взамен разрозненных сведений об элементах и соединениях появилась стройная система, на основе которой стало возможным обобщать, делать выводы, предвидеть.

В истории развития науки известно много крупных открытий. Но немногие из них можно сопоставить с тем, что сделал Менделеев. Периодический закон химических элементов стал естественнонаучной основой учения о веществе, о его строении и эволюции в природе.

Американские ученые (Г. Сиборг и др.), синтезировавшие в 1955 году элемент № 101, дали ему название Менделевий «… в знак признания приоритета великого русского химика, который первым использовал периодическую систему элементов. Для предсказания химических свойств тогда еще не открытых элементов». Этот принцип был ключом при открытии почти всех трансурановых элементов.

В 1964 году имя Менделеева занесено на Доску Почета науки Бриджпортского университета (США) в число имен величайших ученых мира.

Заключение

Дмитрий Иванович Менделеев - один из крупнейших химиков мира, родился в 1834 году в Тобольске и был семнадцатым ребенком в семье.

В гимназии охотно занимался только математикой и физикой. Благоприятную почву для развития своих способностей Менделеев нашел в Главном Педагогическом институте, который закончил с золотой медалью. 23 лет от роду он делается доцентом Петербургского университета, где читает сначала теоретическую, потом органическую химию. В 1864 г. Менделеев избран профессором Петербургского технологического института. В 1865 г. он защитил диссертацию «О соединениях спирта с водой» на степень доктора химии, а в 1867 г. получил в университете кафедру неорганической (общей) химии, которую и занимал в течение 23 лет.

Научная деятельность его обширна и многогранна. Среди печатных работ ученого - фундаментальные труды по химии, химической технологии, физике, метрологии, воздухоплаванию, сельскому хозяйству, экономике: общее число книг, брошюр, статей и заметок, напечатанных Менделеевым, превышает 400.

При таком широком размахе мысли и разносторонней деятельности Менделеева все, что выходило из-под его пера, было в то же время глубоко продумано и тщательно проработано. Целые поколения русских химиков могут считаться его учениками, изучавших химию по его «Основам химии».

Главный его труд - периодический закон Менделеева. По мере открытия новых химических элементов всё острее ощущалась необходимость их систематизации. В 1869 Д.И. Менделеев обнаружил их взаимную связь: он создал периодическую систему элементов и открыл лежащий в её основе закон. Это открытие явилось теоретическим синтезом всего предшествующего развития химии. В дальнейшем периодический закон лег в основу развития химии и всего учения о веществе. Таким образом, Д.И. Менделеев - уникальная, многогранная, самобытная личность, сочетающая в себе огромные природные дарования, оригинальное мышление, титаническое трудолюбие, результатом которых явились его многочисленные труды.

Презентация на тему: Великие учёные, внёсшие значительный вклад в развитие химии

1 из 15

Презентация на тему:

№ слайда 1

Описание слайда:

№ слайда 2

Описание слайда:

Дмитрий Иванович Менделеев Один из величавших ученых мира и гениальных химиков 19в. Родился в Тобольске в семье директора гимназии. После окончания гимназии он поступил в Главный педагогический институт в Петербурге, который окончил с золотой медалью. Будучи студентом опубликовал свои первые научные исследования. Работал старшим учителем в Симферопольской гимназии, а затем в гимназии при Ришельевском лицее в Одессе. После защиты диссертации читает лекции студентам и ведет практические занятия. 1834 - 1907

№ слайда 3

Описание слайда:

В апреле 1859г Менделеев уехал в Германию в научную командировку. В Гейдельберге исследовал капиллярные явления, познакомился с видными учеными, принял участие в Химическом конгрессе. После возвращения в Россию он был избран профессором Петербургского университета, в котором 23 года вел научную и педагогическую работу. К числу крупнейших работ Менделеева относятся: исследования в области физико – химической природы растворов, состояния газов; гидратная теория растворов(которая имеет значения и в наши дни). Он автор фундаментальных исследований по химической технологии, физике, метрологии, воздухоплаванию, сельскому хозяйству, экономике, просвещению. Особое значение придавал использованию нефти как сырья для получения разнообразных химических продуктов. Нашел общее уравнение состояния идеального газа (уравнение Клайперона- Менделеева). Принимал участие в разработке бездымного пороха.

№ слайда 4

Описание слайда:

В 1869г открыл периодический закон и создал периодическую систему. Предсказал и описал свойства некоторых элементов. Он автор первого русского учебника «Органическая химия» и книги «Основы химии» За выдающиеся заслуги в науке Д.И.Менделеев был избран почетным членом многих зарубежных академий наук и научных обществ. Он был инициатором создания Русского химического общества (ныне Российское химическое общество имени Дмитрия Ивановича Менделеева), организатором и первым директором Главной палаты мер и весов (институт назван его именем). На стене института метрологии выложена периодическая система. В знак признания приоритета великого русского химика Дмитрия Менделеева, элемент с порядковым номером 101 Md был назван менделеевий.

№ слайда 5

Описание слайда:

Йенс Яков Берцелиус Шведский химик и минералог. Изучал химию в Упсале. Составил таблицу относительных масс (относительно кислорода). Внес вклад в развитие атомного учения. Создал электрохимическую теорию химической связи и на ее основе построил классификацию элементов, соединений, минералов. Разработал систему химической символики, которая используется и в наше время. Создал первую теорию строения вещества. Открыл церий, селен, кремний, цирконий, тантал, ванадий. Опубликовал учебник в трех томах, который выдержал пять изданий. 1779 - 1848

№ слайда 6

Описание слайда:

Джон Дальтон Выдающийся английский химик и физик родился в бедной семье в Иглистфелде. Образование получил самостоятельно. Основоположник атомных представлений в химии. Впервые ввел понятие «атомный вес» и составил таблицу относительных атомных и молекулярных масс, приняв атомную массу водорода за единицу. Определил относительные молекулярные массы воды, аммиака, серной кислоты и др. Ввел в химию символы элементов и формулы соединений. Теоретически открыл закон кратных отношений. Выдвинул и обосновал теорию атомного строения. Открыл невосприимчивость человеком отдельных цветов «дальтонизм», которой страдал сам.

№ слайда 7

Описание слайда:

Антуан Лоран Лавуазье Французский химик. Родился в богатой семье, получил гуманитарное образование. Проявлял большую склонность к изучению естественных наук. Создал на свои средства лабораторию. Один из творцов научной химии, считал её экспериментальной наукой. Доказал сложность состава воздуха, воды. Правильно объяснил процессы горения, обжига металлов и дыхания участием в них кислорода. Заложил основы органического анализа и термохимии. Член Парижской Академии наук Жизнь Лавуазье закончилась трагически. Будучи сторонником конституционной монархии, он во время Великой французской революции был казнен.

№ слайда 8

Описание слайда:

Джозеф Пристли Английский химик и философ, один из наиболее ярких ученых 18 в. Получил филологическое и богословское образование в Академии в Девентри. Сторонник Великой французской революции, за что подвергался гонениям, и поэтому эмигрировал в США. Почетный член Петербургской Академии наук. Исследования Пристли в области химии заложили основы науки о газах. Занимался изучением углекислого газа, впервые получил аммиак, хлороводород, оксид азота(1), открыл кислород. Показал, что растения «исправляют» воздух.

№ слайда 9

Описание слайда:

Майкл Фарадей Английский химик и физик. Родился в Лондоне. Учился самостоятельно. Директор лаборатории и профессор Королевского института в Лондоне. Почетный член Петербургской Академии наук. Занимался химическим анализом известняка, исследовал сплавы железа, получил в жидком состоянии хлор, сероводород, аммиак, открыл бензол. Пионер и исследователь каталитических реакций. Открыл явления электромагнитной индукции. Обнаружил химическое действие электрического тока. Установил количественные законы электролиза. Открыл пара- и диамагнетизм. Ввел понятия электрического и магнитного полей

№ слайда 10

Описание слайда:

Карл Вильгельм Шееле Шведский химик, член Королевской шведской АН. По образованию и профессии фармацевт. Работал в аптеках различных городов Швеции, где и проводил химические исследования. Получил хлор, глицерин, молибденовый и вольфрамовый ангидриды. Открыл фтороводород, тетрафторид кремния, окись бария, ряд кислот: винную, щавелевую, молочную, синильную и др. Обнаружил способность свежепрокалённого древесного угля поглощать газы. Исследовал минералы. В его честь назван минерал шеелит CaWO4.

№ слайда 11

Описание слайда:

Генри Кавендиш Родился в Ницце, окончил Кембриджский университет. Занимался исследованиями в области физики, обогатил химию сведениями фундаментального значения. Установил основной состав воздуха. Сжиганием водорода получил воду, определив соотношение объемов взаимодействующих в этой реакции газов. Наблюдал, что при действии электрической искры на влажный воздух образуется азотная кислота. В области физики предвосхитил более поздние открытия. Именем Кавендиша названа физическая лаборатория в Кембриджском университете.

Описание слайда:

Владимир Васильевич Марковников Русский химик, работал в области органической химии. Исследовал взаимное влияние атомов в органических веществах, направления реакций замещения, отщепления, присоединения по двойной связи и изомеризации в зависимости от химического строения (правила Марковникова) Исследовал состав нефти. Открыл новый класс органических соединений- нафтены. Внес огромный вклад в развитие химических исследований и преподавании химии в университете. Один из организаторов Русского химического общества

№ слайда 14

Описание слайда:

Николай Николаевич Зинин Выдающийся российский химик- органик, академик Петербургской академии наук, первый президент Русского физико-химического общества. Получение анилина действием водорода на нитробензол Открыл "Бензидиновую перегруппировку" (перегруппировка гидразобензола под действием кислот)

№ слайда 15

Описание слайда:

Николай Дмитриевич Зелинский Советский химик – органик, академик АН СССР (1929), один из основоположников учения об органическом катализе. Создал противогаз (совм. с А. Кумантом) Занимался вопросами гидролиз белков в автоклаве, установления их аминокислотного состава Создал крупную школу учёных, внёсших фундаментальный вклад в различные области химии.

Александр михайлович бутлеров - биография. Вклад русских ученых в открытие химических элементов Бутлеров изучал

Биография

Адреса в Санкт-Петербурге

Научный вклад

Педагогическая деятельность

Общественная деятельность

Память

Сочинения

Хронологические периоды открытия химических элементов

Георгий Николаевич Антонов

Презентация на тему:

Консультация для родителей "«Влияние народных промыслов на эстетическое воспитание детей дошкольного возраста»

Амортизационная премия в налоговом учете: как сэкономить быстро

Появление человека разумного

Требования к контрактному управляющему 44 фз контрактный управляющий кто может

Уточненная декларация по НДС

Александр михайлович бутлеров - биография. Вклад русских ученых в открытие химических элементов Бутлеров изучал

Биография

Адреса в Санкт-Петербурге

Научный вклад

Педагогическая деятельность

Общественная деятельность

Память

Сочинения

Хронологические периоды открытия химических элементов

Георгий Николаевич Антонов

Презентация на тему:

Похожие статьи