Реферат: Дмитрий Иванович Менделеев
Дмитрий Иванович Менделеев (27.01 [8.02] 1834 — 20.01 [2.02] 1907 ) — великий русский ученый; открыл периодический закон химических элементов, являющийся естественно-науч ной основойсовременного учения о веществе. Родилсяв г. Тобольске, где его отец был директором гимназии. По окончании гимназии(1849) поступил в 1850 на естественное отделение физико-математич.факультета Главного педагога. ин-та в Петербурге, гдеизучал химию у известного русского химика А. А. Воскресенского.В 1855 окончил институт с золотой медалью. В 1856 защитил в Петербургском ун-темагистерскую диссертацию «Удельные объемы», а вслед за ней диссертацию название приват-доцента «О строении кремнеземнистыхсоединений» (там же). В 1857 Менделеев был утвержден доцентом Петербургскогоун-та, где чи тал курс органич.химии. В 1859 командирован за границу. В Гейдельберге, устроив в своей квартирелабораторию, Менделеев провел ряд важных исследо-ванийв области физической химии, в частностиоткрыл существование критической температуры. Менделеев принял деятельное участие в работахмеждународного съезда химиков в Карлеруэ (1860), накотором была установлена единая система атомных весов и химических формул. Повозвращении в 1861 в Россию продолжал чтение лекций в университете; в этом жегоду опубликовал труд «Органическая химия», явившийся первым русским учебникоморганической химии. За этот учебник Менделеев был удостоен Петербургскойакадемией наук Демидовской премии. В 1864 он был избран профессоромПетербургского практического технологического ин-тапо кафедре химии. В 1865 защитил диссертацию на степень доктора химии«Рассуждение о соединении спирта с водою», а в конце этого же года былутвержден ординарным профессором Петербург ского уя-та по кафедра технической химии; в1867 занял кафедру неорганической (общей) химии. В 1868 Менделеев приступил кработе над «Основами химии». Работая над этим курсом, он открыл периодическийзакон химич. элементов. В этот период Петербургскийун-т становится центром химич. науки в России. Приактивном участии Менделеев в университетбыли при глашены А. М. Бутлеров — на кафедру органич. химии и Н. А. Меншуткин- на кафедру технич. химии. При деятельном участииМенделеев было создано (1868) русское химическое общество (ныне Всесоюзноехимическое общество имени Д. И. Менделеева). усскиеученые Н. Н. Зинин, А. Менделеев Бутлеров и другие в 1874 предложиликандидатуру Менделеев в адъюнкты Петербургской академии наук по химии, но этопредставление было отклонено реакционным большинством Академии. В 1876 он был избранчленом-корреспондентом Академии наук. В 1880 виднейшие русские ученые выдвинулиМенделеев в члены Петербургской академии наук, но его кандидатура былаотвергнута. Это вызвало резкий протест передовой общественности страны. Пятьрусских университетов избрали Менделеев своим почетным членом; Кембриджский,Оксфордский и другие старейшие университеты Европы присвоили ему почетныеученые степени; он был избран членом Лондонского королевского общества, Римскойи Парижской, Берлинской и другихакадемий, также почетным членом многих научных обществ России, Западной Европы и Америки.
В 1890 Менделеев был вынужден покинуть Петербургскийун-т вследствие конфликта с министром народного просвещения И. Д. Деляновым, отказавщимся во времястуденческих волнений принять переданную Менделеевым петицию студентов. С 1892 Менделеев былученым хранителем Депо образцовых гирь и весов, которое по его инициативе былопреобразовано в 1893 в Главную палатумер и весов (ныне Всесоюзный институтметрологии им. Д. И. Менделеева).
Менделеев вел активную борьбу против идеализма вестествознании. В конце 1890-х — начале 1900-х гг. Менделеев выступал противэнергетизма — одной из разновидностейфилософского идеализма. Воинствующий материализм Менделеев ярко проявился и вего борьбе против спиритизма. По инипиативе Менделеевв 1875 была создана специальная комиссия, к-раяразоблачила антинаучную сущность спиритизма и тем самым противодействовала егораспространению в России. Умер Менделеев в Петербурге, похоронен на Волковом кладбище.
Научнаядеятельность. Научную работу Менделеев начал вести еще будучи студентомМенделеев. В 1854 он последавал химич.состав нек-рых минералов. Тогда же приступил кизучению отношений между кристаллич. формой и химич. составом различных веществ, в частности к изучениюизоморфизма, что составило содержание его студенческой работы «Изоморфизм всвязи с другими отношениями кристаллической формы к составу». Эта работа положила начало ряду исследованийМенделеев, посвященных изучению взаимоотношений «естественных групп элементов».Дальнейшим шагом в этом направлеми была егомагистерская диссертация «Удельные объемы» (1856). Менделеев нашел, что химич. активность элементов зависит от величины их атомныхобъемов; это открыло новый путь для нахожде- ния естественной классификации элементов.
Величайшей заслугой Менделеев было открытие периодич. закона химич.элементов. Первый вариант таблицы элементов, выражавшей периодич. закон, Менделеевопубликовал в виде отдельного листка под названием «Опыт системы элементов,основан- ной на их атомном весе и химическом сходстве» и разослал этот листок вмарте 1869 многим русским и иностранным химикам. Сообщение об открытомМенделеев соотношении между свойствами элементов и их атомными весами былосделано 6(18) марта 1869 на заседании Русского химич.общества (Н. А. Меншуткиным от имени Менделеева) иопубликовано в «Журнале Русского химич. общества»(«Соотношение свойств с атомным весом элементов»). Летом 1871 Менделеевподытожил свои многочисленные исследования, связанные с установлением периодич. закона, в труде «Периодическая законность дляхимических элементов». В классическом труде «Основы химии», выдержавшем прижизни Менделеев 8 изданий на русском языке и несколько изданий на иностранныхязыках, Менделеев впервые изложил неорганич. химию наоснове периодич. закона.
Все ученые, пытавшиеся до Менделеев классифипировать элементы, ограничивались тем, чтообъединяли в группы сходные по химич. свойствамэлементы, но не находили внутреннейсвязи между этими «естественными», как тогда говорили, их группами. Менделеев,убежденный в существовании объективного закона, которому подчиняются всемногообразные по свойствам элементы, пошел принципиально отличным путем.
Будучи стихийным материалистом, он искал в качествехарактеристики элементов нечто материальное, отражающее все многообразие ихсвойств. Взяв в качестве такой характеристики атомный вес элементов, Менделеевсопоставил известные в то время группы по величине атомного веса их членов.Написав группу галогенов (F = 19, С1 =35,5, Вг = 80, J = 127) под группой щелочных металлов(Li =7, Na = 23, К = 39, КЬ= 85, Cs = 133) и расположив под ними другие группысходных элементов (в порядке возрастания величины их атомных весов), Менделеевустановил, что члены этих естественные групп образуют общий закономерный рядэлементов; при этом химич. свойства элементов,составляющих такой ряд, периодически повторяются. Раз местивпо значению атомных весов все известные в то время 63 элемента в общую«периодическую систему», Менделеев обнаружил, что установленные ранееестественные группы органически вошли в эту систему, утратив прежнююискусственную разобщенность. Позднее Менделеев так формулировал открытый им периодич. закон: «свойства простых тел, также формы исвойства соединений элементов, находятся в периодической завуисимостиот величин атомных весов элементов».
При построении периодич.системы элементов Менделеев преодолел большие трудности, т. к, многие элементыеще не были открыты, а из 63 известных к тому времени элементов у девяти былинеправильно определены значения атомных весов. Создавая таблицу, Менделеевисправил атомный вес бериллия, поставив бериллий не в одной группе с алюминием,как это обычно делали химики, а в одной группе с магниок(как это сделал в 1842 русский химик Иван Василь евич Авдеев (1818-65)]. В 1870-71 Менделеев изменилзначения атомных весов индия, урана, тория, церия и других элементов,руководствуясь их свой ствами и уточненным местом в периодич. системе. На основании периодич.закона он поместил теллур перед подом и кобальт перед никелем, хотя величиныатомных весов этих элементов требовали обратного расположения.
Опираясь на закон периодичности и практически применяязакон диалектики о переходе количественных изменений в качественные, Менделеевуказал уже в 1869 на существование четырех еще не откры-тыхэлементов. Впервые в истории химии было предсказано существование новыхэлементов и даже opиентировочно определены их атомныевеса. В 1870-71 в работах «Естественнаясистема элементов и применение ее к указанию свойств неоткрытых элементов» он развил эту мысль наиболее подробно,предсказав свойства трех из них, названных им экабором,экасилицием и экаалюминием.В 1875 французский химик П. Лепок де Буабодран открыл элемент галлий, тождественный с экаалюминием; в 1879 шведский химик Л. Нильсоннашел элемент скандий, полностью соответствующий описанному Менделеев экабору; в 1886 немецкий химик К. Винклероткрыл элемент германий, соответствующий экасилицию.Оправдались и сделанные предвидения Менделеев: открыты тримарганец-нынешний ревай, двицезий — франций, двибарий — радий идр.
Уже в начале своей научной деятельности Менделеевинтересовался т. н. неопределенными химич.соединениями, к к-рым он относил растворы, сплавы,изоморфные смеси, стекла, шлаки и др. Вопрос о природе растворов был позднееразработан им в диссертации «Рассуждение о соединении спирта с водою» и вкапитальной монографии «Исследование водных растворов по удельному весу». Впротивовес господствовавшим в то времяпредставлениям растворах, как о механич. смесях,Менделеев создал химическую, или, как он ее называл, «гидратную»,теорию водных растворов. Исследуя сжатие (изменение объёма) водно-спиртовыхрастворов в зависимости от их состава, он объяснил это сжатие химич. содействием спирта с водой. На обширном фактическомматериале Менделеев подтвердил сделанный им замечательный вывод о том, чтосвойства растворов при непрерывном изменении состава изменяются скачками.Дальнейшее изучеяне обнаруженных Менделеев«особенностей точек» на диаграммах состав-свойство растворов привело Н. С. Куримова к созданию учения сингулярных точках химич. диаграмм.Гидратная теорияМенделеева явилась одной из основ современной теорий растворов. Изучая явлениявязкости, теплового расширения и капиллярности жидкостей, Менделеев открылсуществование абсолютной температуры кипения. Эти исследования впервыеопубликованы в работе «Частичное сцепление некоторых жидких органическихсоединений и развиты в статье «О расширении жидкостей от нагревания вышетемпературы кипения». Это открытие опровергло метафизич.представление о «постоянных (т. е. якобы не подвергающихся сжижению) газах.Занимаясь исследованием газов, Менделеев в 1874 вывел общее уравнение состояниягазов. Он указал, что при малых давлениях закон Бойдя- Мариотта неточно раздает состояние газов, и определил поправку, учитывающуюэту неточность связи с работами по газам. Менделеев провел исследования вобласти метеорологии и воздухоплавания. Им был создан чувствительныйдифференциальный барометр, пригодный для практич.нивелирования. В августе 1887 Менделеев без пилота совершил полет на воздушномшаре для наблю даясолнечного затмения и изучения высоких слоев атмосферы. Менделееву принадлежитряд важнейших работ в области метеорологии. Им создана современная физич. теория весов, разработаны наилучшие конструкциикоромысла и арретира, предложены точнейшие приемы взвешивания.
В своей научной деятельности Менделеев проводил линиюматериализма, признавая первичность мате рии,объективность и познаваемость законов при роды, возможность использованияприроды в инте ресахчеловека. Менделеев писал: и… люди, постепенно изучая вещество, им овладевают, точнее и точнее де лают в отношении к немупредсказания, оправдываемые действительностью, шире и чаще пользуются им длясвоих потребностей, и нет повода видеть где-либо грань познанию и обладаниювеществом». Эту же линию материализма Менделеев про водил и в тех работах, гдеон пытался, выходя за рамки химии и физики, освещать специально философские, гносеологич. вопросы. Однако, не будучиспециалистом-философом, он делал иногда словесные уступки агностицизму идуализму, которые сам же оп ровергал как в своихвысказываниях, так и своими научными открытиями. Свое материалистическоемировоззрение сам Менделеев называл «реализмом», стремясь этим отличить его отвульгарного («унитарного», или «утилитарного», по выражению Менделеев)материализма. Материализм Менделеев не был метафизическпми механисти ческиМенделеевМенделеев признавал неразрывность материи и движения: «… без самобытногодвижения немыслима ни одна малейшая доля вещества»; видел качественные различиямежду формами дви жения,возражал против сведения химизма к меха- нич.движению, против отрицания химич. индивидуальностиэлементов, против сведения их к первоматерии, в связис чем он отрицал гипотезу Праута. Менделеев в своихнаучных откры тиях иособенно в открытии периодич. закона на деле применялдиалектич. метод познания явлений природы.
Работы Менделеев по развитию производительных силРоссии. Передовой об щественный деятель своеговремени, Менделеев горячо бо ролсяза развитие производительных сил России, ее экономическую и культурнуюнезависимость. Его интересы в различных областях науки, техники,промышленности, сельского хозяйства и транспорта были чрезвычайно широки имногообразны.
Менделеев многого ожидал от капиталистич.прогресса, началом к-рого ознаменовались в России60-е гг. 19 в., и с этим прогрессом он связывал развитие отечественныхпроизводительных сил. В многочисленных работах, посвященных вопросам промышленности,Менделеев развивал идею широкого использования отечественных полезныхископаемых и созда ния вРоссии химич. производств. Он призывал русскихкапиталистов развивать новые отрасли промышленности, обосновывая в ряде своихработ и выступлений выгоды той или иной отрасли. Придавая большое значениесредствам экономич. по литики,содействующим ускоренному капиталистич. развитиюстраны, в частности протекционизму, Менделеев принял деятельное участие в разработке таможенного тарифа 1891.
В более чем 400 печатных работах, составляющих научноенаследие Менделеев, отражена его постоянная борьба за развитие отечественнойпромышленности, его всесторонняя деятельность как педагога и про пропагандистанауки. На протяжении всей научной деятельности Менделеев писал статьи ируководства по самым различным технич. вопросам. Онсовершил много поездок по России, Европе и Америке для осмотра крупных заводови промышленных выста вок,для ознакомления с месторождениями полезных ископаемых, для изучения вопросовтехнологии и т. п. Постоянной его заботой являлось издание различного рода справочников и энциклопедий.Важнейшей чертой его научного творче ства была теснейшая связь теории с практикой, спроизводством.
Творческая мысль великого русского ученого проникалаво все основные отрасли производства. Особенно большое внимание Менделеевуделял таким от раслям промышленности, как нефтяная,угольная, металлургическая, химическая и др. Начиная с 1860-хгг. в течение всейжизни он был тесно связан с нефтяной промышленностью Кавказа и несколько раз посещал Бакинскиенефтепромыслы. На основании собственных исследований Менделеев предложилпринцип непрерывной дробной перегонки нефти и был инициатором ееразностороннего химич. использования. В 1877 он выдвинул свою гипотезу происхож дения нефти из карбидовтяжелых металлов.
По поручению министерства государственных имуществМенделеев в 1888 обследовал Донецкую область для определения возможностейразвития там каменноугольной пром-сти. В отчете обэтой поездке, яазванном им «Будущая сила, покоящаясяна бе регах Донца», онподробно раскрыл перспективы освоения богатств Донецкого бассейна. В этой жеработе он впервые выдвинул идею подземной газификации углей, далеко выхо дившую за пределы практич. возможностей того времени. «… Настанет, вероятно,со временем даже такая эпоха,- писал Менделеев,- что угля из земли вы ниматьне будут, а там в земле его сумеют превра щать в горючие газы и их по трубам будут распре делять на далекие расстояния». К идее подземной газификацииуглей Менделеев не однократно возвращался: в 1899, наблюдая во время поездки наУрал подземные пожары в Кизеловеком районе, Менделеевсделал ряд практич. выводов о возможности управления процессом горения угольного пласта.
Проблему разработки многочисленных угольныхместорождений России Менделеев связывал с развитием отечественной металлургии ив первую очередь е развитием производства чугуна,железа, стали и меди, обращая особое внимание на использование бедных руд. Онотмечал также необходимость раз работки богатых месторождений хромовых и марган цовых руд на Урале иКавказе.
Важное место в трудах Менделеев отведено развитию химич. пром-сти России,первоочередными задачами к-рой он считал расширениепроизводства соды, серной кислоты, искусственных минеральных удобре ний и др. на базеотечественных месторождений по лезных ископаемых, химич. переработку нефти и каменного угля. Менделеев намного лет вперед наметил широкую программу освоения огромных природных богатствстраны и применения химии в различных отраслях хозяйства.
Менделеев является одним из основоположников сменнойагрохимии, провозвестником идеи химизации сельского хозяйства. Его первыеработы в это области тесно связаны с деятельностью Вольного экономическогообщества. До сих представляют интерес высказывания Менделеев по вопросам батейпочвы, травосеяния, лесонасаждения, шения и гл. обр. по вопросам применения этих удобрений, химиз. переработки с.-х. сырья имногим другим. Менделеев выступал как ярый противни рока тогда распространенных«теории» по возврата и «теории» убывающего плодородия пна к-рые опирались сторонники мальтузиа:Менделеев утверждал, что возможно многократное по ниеплодородия земли. В 1866 он предложил работать научные основы отечественной агро на базе использования достижений химии и физики.Инициатива Менделеев была поддержана, и ему удалось поставить и провести в 1867-69 полевые опыты по изучению влиянияглубины вспашки и действия удобрений в Смоленской, Петербургской, Московской и Симбирской губерниях. В 1890-91 Менделеев разработал способнового вида бездымного пороха, названного пироколлодийным.
Серьезное внимание обращал Менделеев на вопроспросвещения, с распространением которого он связывал осуществление своихмечтаний о рациональном использованииприродных богатств страны.
Вклад Д.И.Менделеева в наукуи производство был столь огромен, что и по сей день работают специальныекомиссии по изучению его научного наследия.