Dmitri Mendeleev

Non c'è nulla in questo mondo che ho paura di dire.

Dmitri Ivanovich Mendeleev era un chimico e inventore russo. È ricordato soprattutto per aver formulato la Legge Periodica e creato una versione lungimirante della tavola periodica degli elementi. Ha utilizzato la Legge Periodica non solo per correggere le proprietà allora accettate di alcuni elementi conosciuti, come la valenza e il peso atomico dell'uranio, ma anche per prevedere le proprietà di otto elementi che ancora dovevano essere scoperti.

Primi anni di vita

Mendeleev è nato nel villaggio di Verkhnie Aremzyani, vicino a Tobolsk in Siberia, da Ivan Pavlovich Mendeleev 1783–1847 e Maria Dmitrievna Mendeleeva nata Kornilieva 1793–1850. Ivan ha lavorato come preside di scuola e insegnante di belle arti, politica e filosofia nei ginnasi di Tambov e Saratov. Il padre di Ivan, Pavel Maximovich Sokolov, era un prete della Chiesa ortodossa russa della regione di Tver. Secondo la tradizione dei preti di quel tempo, ai figli di Pavel venivano assegnati nuovi nomi di famiglia mentre frequentavano il seminario teologico, con Ivan che ricevette il nome di famiglia Mendeleev dal nome di un proprietario terriero locale.

Maria Kornilieva proveniva da una famiglia ben nota di mercanti di Tobolsk, fondatori della prima casa tipografica siberiana la cui ascendenza risaliva a Yakov Korniliev, un uomo del XVII secolo posad diventato un ricco mercante. Nel 1889, un bibliotecario locale pubblicò un articolo nel giornale di Tobolsk in cui affermava che Yakov era un Teleut battezzato, una minoranza etnica nota come "Calmucchi bianchi" all'epoca. Poiché non sono state fornite fonti e non sono mai stati rivelati fatti documentati della vita di Yakov, i biografi generalmente lo scartano come un mito. Nel 1908, poco dopo la morte di Mendeleev, una delle sue nipoti pubblicò Cronache familiari. Ricordi su D. I. Mendeleev in cui esprimeva "una leggenda di famiglia" sulla nonna di Maria che sposò "una bellezza Kirghisa o tatara che amava tanto che quando morì, anche lui morì dal dolore". Questo, tuttavia, contraddice le cronache familiari documentate, e nessuna di quelle leggende è supportata dall'autobiografia di Mendeleev, dalle memorie di sua figlia o da quella di sua moglie. Tuttavia, alcuni studiosi occidentali si riferiscono ancora ai presunti antenati "mongoli", "tatari", "tartariani" o semplicemente "asiatici" di Mendeleev come a un fatto.

Mendeleev è stato cresciuto come cristiano ortodosso, sua madre incoraggiandolo a "cercare pazientemente la verità divina e scientifica". Suo figlio le avrebbe successivamente comunicato che si era allontanato dalla Chiesa e aveva abbracciato una forma di "deismo romanticizzato".

Mendeleev era il più giovane di 17 fratelli e sorelle, di cui "solo 14 sono rimasti in vita per essere battezzati" secondo il fratello di Mendeleev Pavel, il che significa che gli altri sono morti poco dopo la loro nascita. Il numero esatto dei fratelli di Mendeleev differisce tra le fonti ed è ancora oggetto di qualche controversia storica. Sfortunatamente per il benessere finanziario della famiglia, suo padre è diventato cieco e ha perso la sua posizione di insegnante. Sua madre è stata costretta a lavorare e ha riavviato la fabbrica di vetro abbandonata della sua famiglia. All'età di 13 anni, dopo la morte di suo padre e la distruzione della fabbrica di sua madre dal fuoco, Mendeleev ha frequentato il Ginnasio di Tobolsk.

Nel 1849, sua madre ha portato Mendeleev attraverso la Russia dalla Siberia a Mosca con l'obiettivo di iscrivere Mendeleev all'Università di Mosca. L'università di Mosca non lo ha accettato. La madre e il figlio hanno continuato verso San Pietroburgo l'alma mater del padre. La ormai povera famiglia Mendeleev si è trasferita a San Pietroburgo, dove è entrato nel Principale Istituto Pedagogico nel 1850. Dopo la laurea, ha contratto la tubercolosi, costringendolo a trasferirsi nella Penisola di Crimea sulla costa settentrionale del Mar Nero nel 1855. Mentre era lì, è diventato maestro di scienze del 1º Ginnasio Simferopoli. Nel 1857, è tornato a San Pietroburgo con la salute completamente ripristinata.

Tra il 1859 e il 1861, ha lavorato sulla capillarità dei liquidi e il funzionamento dello spettroscopio a Heidelberg. Più tardi nel 1861, ha pubblicato un libro di testo intitolato Chimica organica. Questo gli ha fruttato il Premio Demidov dell'Accademia delle Scienze di Pietroburgo.

Il 4 aprile 1862, si è fidanzato con Feozva Nikitichna Leshcheva, e si sono sposati il 27 aprile 1862 nella chiesa dell'Istituto di Ingegneria Nikolaev a San Pietroburgo dove insegnava.

Mendeleev è diventato professore all'Istituto Tecnologico di San Pietroburgo e all'Università Statale di San Pietroburgo nel 1864 e 1865, rispettivamente. Nel 1865, è diventato Dottore in Scienze per la sua dissertazione "Sulle combinazioni dell'acqua con l'alcol". Ha ottenuto l'incarico nel 1867 all'Università di San Pietroburgo e ha iniziato a insegnare chimica inorganica, sostituendo Voskresenskii in questo incarico; entro il 1871, aveva trasformato San Pietroburgo in un centro riconosciuto internazionalmente per la ricerca in chimica.

Tavola periodica

Nel 1863, c'erano 56 elementi conosciuti con un nuovo elemento scoperto a un ritmo di circa uno per anno. Altri scienziati avevano precedentemente identificato la periodicità degli elementi. John Newlands ha descritto una Legge delle Ottave, notando la loro periodicità secondo il peso atomico relativo nel 1864, pubblicandola nel 1865. La sua proposta ha identificato il potenziale per nuovi elementi come il germanio. Il concetto è stato criticato e la sua innovazione non è stata riconosciuta dalla Società dei Chimici fino al 1887. Un'altra persona a proporre una tavola periodica è stato Lothar Meyer, che ha pubblicato un articolo nel 1864 descrivendo 28 elementi classificati per valenza, ma senza previsioni di nuovi elementi.

Dopo essere diventato insegnante nel 1867, Mendeleev ha scritto il libro di testo definitivo del suo tempo: Principi di chimica due volumi, 1868–1870. È stato scritto mentre preparava un libro di testo per il suo corso. È allora che ha fatto la sua scoperta più importante. Mentre cercava di classificare gli elementi secondo le loro proprietà chimiche, ha notato modelli che lo hanno portato a postulare la sua tavola periodica; ha affermato di aver immaginato il completamento degli elementi in un sogno:

Ho visto in un sogno una tavola dove tutti gli elementi si collocavano come richiesto. Svegliandomi, l'ho subito scritto su un foglio di carta, solo in un posto è sembrata necessaria una correzione successivamente.

Ignaro dei precedenti lavori sulle tavole periodiche in corso negli anni 1860, ha realizzato la seguente tavola:

Cl 35.5 K 39 Ca 40

Br 80 Rb 85 Sr 88

I 127 Cs 133 Ba 137

Aggiungendo elementi aggiuntivi seguendo questo modello, Mendeleev ha sviluppato la sua versione estesa della tavola periodica. Il 6 marzo 1869, ha fatto una presentazione formale alla Società Chimica Russa, intitolata La dipendenza tra le proprietà dei pesi atomici degli elementi, che descriveva gli elementi secondo sia il peso atomico ora chiamato massa atomica relativa che la valenza. Questa presentazione affermava che

1. Gli elementi, se disposti secondo il loro peso atomico, mostrano un'apparente periodicità di proprietà.
2. Gli elementi che sono simili per quanto riguarda le loro proprietà chimiche hanno sia pesi atomici simili ad esempio, Pt, Ir, Os sia hanno i loro pesi atomici che aumentano regolarmente ad esempio, K, Rb, Cs.
3. La disposizione degli elementi in gruppi di elementi nell'ordine dei loro pesi atomici corrisponde alle loro cosiddette valenze, così come, in certa misura, alle loro proprietà chimiche distintive; come è evidente in altre serie in quella di Li, Be, B, C, N, O e F.
4. Gli elementi che sono i più ampiamente diffusi hanno piccoli pesi atomici.
5. L'entità del peso atomico determina il carattere dell'elemento, proprio come l'entità della molecola determina il carattere di un corpo composto.
6. Dobbiamo aspettarci la scoperta di molti elementi ancora sconosciuti – ad esempio, due elementi, analoghi all'alluminio e al silicio, i cui pesi atomici sarebbero tra 65 e 75.
7. Il peso atomico di un elemento può talvolta essere emendato dalla conoscenza di quelli dei suoi elementi contigui. Così il peso atomico del tellurio deve trovarsi tra 123 e 126, e non può essere 128. Il peso atomico del tellurio è 127.6, e Mendeleev aveva torto nella sua supposizione che il peso atomico debba aumentare con la posizione all'interno di un periodo.
8. Certe proprietà caratteristiche degli elementi possono essere previste dai loro pesi atomici.

Mendeleev ha pubblicato la sua tavola periodica di tutti gli elementi conosciuti e ha previsto diversi nuovi elementi per completare la tavola in una rivista in lingua russa. Solo pochi mesi dopo, Meyer ha pubblicato una tavola praticamente identica in una rivista in lingua tedesca. Mendeleev ha la distinzione di aver predetto con precisione le proprietà di quello che ha chiamato ekasilicio, ekalluminio ed ekboro germanio, gallio e scandio, rispettivamente.

Mendeleev ha anche proposto cambiamenti nelle proprietà di alcuni elementi conosciuti. Prima del suo lavoro, l'uranio si suppone avesse valenza 3 e peso atomico circa 120. Mendeleev ha realizzato che questi valori non si adattavano alla sua tavola periodica, e ha raddoppiato entrambi a valenza 6 e peso atomico 240 vicino al valore moderno di 238.

Per i suoi otto elementi previsti, ha usato i prefissi di eka, dvi e tri sanscrito uno, due, tre nei loro nomi. Mendeleev ha messo in dubbio alcuni dei pesi atomici attualmente accettati potevano essere misurati solo con una precisione relativamente bassa in quel momento, sottolineando che non corrispondevano a quelli suggeriti dalla sua Legge Periodica. Ha notato che il tellurio ha un peso atomico più alto dello iodio, ma li ha posizionati nell'ordine corretto, prevedendo erroneamente che i pesi atomici accettati al momento fossero scorretti. Era perplesso su dove collocare i lantanidi conosciuti, e ha previsto l'esistenza di un'altra riga della tavola che erano gli attinidi che erano alcuni dei più pesanti in peso atomico. Alcune persone hanno scartato Mendeleev per aver predetto che ci sarebbero stati più elementi, ma è stato provato corretto quando Ga gallio e Ge germanio sono stati trovati nel 1875 e 1886 rispettivamente, adattandosi perfettamente ai due spazi mancanti.

Utilizzando i prefissi sanscrit per nominare elementi "mancanti", Mendeleev potrebbe aver registrato il suo debito verso i grammatici sanscrit dell'antica India, che avevano creato sofisticate teorie del linguaggio basate sulla loro scoperta dei modelli bidimensionali dei suoni del parlato probabilmente esemplificati più evidentemente dalle Śivasūtras nella grammatica sanscrita di Pāṇini. Mendeleev era amico e collega dello sanscritista Otto von Böhtlingk, che stava preparando la seconda edizione del suo libro su Pāṇini in quel momento, e Mendeleev desiderava onorare Pāṇini con la sua nomenclatura.

La bozza originale realizzata da Mendeleev verrebbe trovata anni dopo e pubblicata con il nome Sistema provvisorio degli elementi.

Dmitri Mendeleev è spesso definito il Padre della Tavola Periodica. Ha chiamato la sua tavola o matrice, "il Sistema Periodico".

Ultimi anni di vita

Nel 1876, divenne ossessionato da Anna Ivanova Popova e iniziò a corteggiarla; nel 1881 le propose di sposarlo e minacciò il suicidio se avesse rifiutato. Il suo divorzio da Leshcheva è stato finalizzato un mese dopo che aveva sposato Popova il 2 aprile nei primi mesi del 1882. Anche dopo il divorzio, Mendeleev era tecnicamente un bigamo; la Chiesa ortodossa russa richiedeva almeno sette anni prima del nuovo matrimonio legittimo. Il suo divorzio e la controversia circostante hanno contribuito al suo mancato ammissione all'Accademia delle Scienze Russa nonostante la sua fama internazionale in quel momento. Sua figlia dal suo secondo matrimonio, Lyubov, è diventata la moglie del famoso poeta russo Alexander Blok. I suoi altri figli erano il figlio Vladimir un marinajo, ha preso parte al notevole viaggio orientale di Nicholas II e la figlia Olga, dal suo primo matrimonio con Feozva, e il figlio Ivan e i gemelli da Anna.

Sebbene Mendeleev fosse ampiamente onorato da organizzazioni scientifiche in tutta Europa, inclusa nel 1882 la Medaglia Davy dalla Royal Society of London che successivamente gli ha assegnato anche la Medaglia Copley nel 1905, si è dimesso dall'Università di San Pietroburgo il 17 agosto 1890. È stato eletto Membro estero della Royal Society ForMemRS nel 1892, e nel 1893 è stato nominato direttore dell'Ufficio dei pesi e delle misure, una carica che ha ricoperto fino alla morte.

Mendeleev ha anche investigato la composizione del petrolio, e ha aiutato a fondare la prima raffineria di petrolio in Russia. Ha riconosciuto l'importanza del petrolio come materia prima per i petrochimici. Gli è attribuito un commento secondo cui bruciare il petrolio come carburante "sarebbe simile ad accendere una cucina con banconote".

Nel 1905, Mendeleev è stato eletto membro dell'Accademia reale svedese delle scienze. L'anno seguente il Comitato per il Nobel per la Chimica ha raccomandato all'Accademia svedese di assegnare il Premio Nobel per la Chimica del 1906 a Mendeleev per la sua scoperta del sistema periodico. La Sezione di Chimica dell'Accademia svedese ha supportato questa raccomandazione. L'Accademia avrebbe dovuto quindi approvare la scelta della Commissione, come ha fatto in quasi tutti i casi. Inaspettatamente, durante la riunione plenaria dell'Accademia, un membro dissenziente del Comitato per il Nobel, Peter Klason, ha proposto la candidatura di Henri Moissan che preferiva. Svante Arrhenius, sebbene non fosse membro del Comitato per il Nobel per la Chimica, aveva una grande influenza nell'Accademia e ha anche premuto per il rifiuto di Mendeleev, sostenendo che il sistema periodico era troppo vecchio per riconoscere la sua scoperta nel 1906. Secondo i contemporanei, Arrhenius era motivato dal risentimento che nutriva contro Mendeleev per la sua critica della teoria della dissociazione di Arrhenius. Dopo accesi dibattiti, la maggioranza dell'Accademia