이 세상에서 나는 말하기를 두려워하는 것이 없다.
드미트리 이바노비치 멘델레예프는 러시아의 화학자이자 발명가였다. 그는 주기율을 공식화하고 원소의 주기율표의 선견지명 있는 버전을 만든 것으로 가장 잘 알려져 있다. 그는 주기율을 사용하여 우라늄의 원자가와 원자량과 같은 당시에 인정되던 일부 원소의 성질을 수정했을 뿐만 아니라 아직 발견되지 않은 8개 원소의 성질을 예측했다.
초기 생애
멘델레예프는 시베리아의 톱볼스크 근처 Verkhnie Aremzyani 마을에서 이반 파블로비치 멘델레예프(1783–1847)와 마리아 드미트리에브나 멘델레예바(구 코르닐리에바, 1793–1850)에게서 태어났다. 이반은 탐보프와 사라토프 김나지움에서 학교 교장이자 미술, 정치, 철학 교사로 일했다. 이반의 아버지인 파벨 막시모비치 소콜로프는 트베르 지역의 러시아 정교회 사제였다. 당시 사제들의 전통에 따라 파벨의 자녀들은 신학교에 다닐 때 새로운 성을 받았으며, 이반은 지역 지주의 이름을 따라 멘델레예프라는 성을 받았다.
마리아 코르닐리에바는 토볼스크 상인 가문의 명문 가족에서 나왔으며, 시베리아 최초의 인쇄소 설립자들로 그들의 계보는 17세기의 포삿 신분에서 부유한 상인으로 변신한 야코프 코르닐리예프까지 거슬러 올라간다. 1889년 지역 사서가 토볼스크 신문에 야코프가 세례받은 텔레우트(당시 "흰 칼미크"으로 알려진 소수 민족)였다고 주장하는 기사를 발표했다. 어떤 출처도 제시되지 않았고 야코프의 생애에 대한 기록된 사실도 밝혀지지 않았으므로 전기 작가들은 일반적으로 이를 신화로 간주한다. 1908년 멘델레예프의 사망 직후 그의 조카 중 한 명이 《가족 연대기. D. I. 멘델레예프에 대한 추억》을 출판했으며, 마리아의 할아버지가 "키르기즈 또는 타타르 미녀와 결혼하여 그녀를 너무 사랑해서 그녀가 죽자 그도 슬픔으로 죽었다"는 "가족 전설"을 언급했다. 그러나 이것은 기록된 가족 연대기와 모순되며, 멘델레예프의 자서전, 그의 딸의 회고록 또는 그의 아내의 회상록에 의해 그 어느 전설도 지지되지 않는다. 그럼에도 불구하고 일부 서방 학자들은 여전히 멘델레예프의 추정되는 "몽골", "타타르", "타르타르", 또는 단순히 "아시아" 계통을 사실로 언급한다.
멘델레예프는 정교회 신자로 자라났으며, 그의 어머니는 그에게 "신의 진리와 과학적 진리를 인내심 있게 추구하라"고 격려했다. 그의 아들은 나중에 그녀에게 그가 교회에서 떠났으며 일종의 "낭만주의적 유일신론"을 받아들였다고 알렸다.
멘델레예프는 17명의 형제자매 중 막내였으며, 그의 형 파벨에 따르면 그 중 "세례를 받기 위해 살아남은 것은 14명뿐"이었다. 즉, 다른 사람들은 출생 직후 사망했다. 멘델레예프의 형제자매의 정확한 수는 출처마다 다르며 여전히 역사적 논쟁의 대상이다. 불행하게도 가족의 재정 상황을 위해 그의 아버지가 시력을 잃고 교직을 잃었다. 그의 어머니는 일을 해야 했고 그녀의 가족이 버린 유리 공장을 다시 시작했다. 13세에 아버지의 사망과 어머니의 공장이 불로 소실된 후 멘델레예프는 톱볼스크의 김나지움에 다녔다.
1849년 그의 어머니는 멘델레예프를 시베리아에서 모스크바로 러시아 전역에 걸쳐 데려갔다. 목표는 모스크바 대학교에 멘델레예프를 입학시키는 것이었다. 모스크바 대학교는 그를 받아들이지 않았다. 모자는 아버지의 모교인 상트페테르부르크로 계속 가서 상트페테르부르크로 이주한 지금 가난한 멘델레예프 가족은 1850년 주립 교육 기관에 입학했다. 졸업 후 그는 결핵에 걸렸으며, 1855년 흑해의 북쪽 해안에 있는 크림 반도로 이사했다. 그곳에서 그는 1차 심페로폴 김나지움의 과학 교사가 되었다. 1857년 그는 건강이 완전히 회복되어 상트페테르부르크로 돌아왔다.
1859년에서 1861년 사이에 그는 하이델베르크에서 액체의 모세관 현상과 분광기의 작동에 대해 연구했다. 나중에 1861년에 그는 《유기 화학》이라는 제목의 교과서를 출판했다. 이것은 그에게 상트페테르부르크 과학 아카데미의 데미도프 상을 안겨주었다.
1862년 4월 4일 그는 페오즈바 니키티치나 레시체바와 약혼했고 1862년 4월 27일 그가 가르치던 상트페테르부르크의 니콜라예프 공학 연구소 교회에서 결혼했다.
멘델레예프는 각각 1864년과 1865년에 상트페테르부르크 기술 연구소와 상트페테르부르크 국립 대학교의 교수가 되었다. 1865년 그는 《물과 알코올의 결합에 관하여》라는 논문으로 과학 박사 학위를 받았다. 1867년 상트페테르부르크 대학에서 종신 교수직을 얻었고 무기 화학을 가르치기 시작했으며, 보스크레센스키를 계승했다. 1871년까지 상트페테르부르크를 국제적으로 인정받는 화학 연구 센터로 변모시켰다.
주기율표
1863년에는 56개의 알려진 원소가 있었으며 대략 매년 하나의 속도로 새로운 원소가 발견되고 있었다. 다른 과학자들은 이전에 원소의 주기성을 확인했다. 존 뉴랜즈는 1864년 상대적 원자량에 따른 원소의 주기성을 언급하는 옥타브 법칙을 설명했고 1865년에 발표했다. 그의 제안은 게르마늄과 같은 새로운 원소의 가능성을 확인했다. 이 개념은 비판을 받았고 그의 혁신은 1887년까지 화학회에 의해 인정받지 못했다. 주기율표를 제안한 또 다른 사람은 로타르 마이어로, 그는 1864년에 원자가에 따라 분류된 28개의 원소를 설명하는 논문을 발표했지만 새로운 원소의 예측은 없었다.
1867년 교사가 된 후 멘델레예프는 당대의 결정적인 교과서인 《화학 원리》(2권, 1868–1870)를 저술했다. 그는 강의를 위한 교과서를 준비하면서 이를 썼다. 이때 그는 가장 중요한 발견을 했다. 원소를 화학적 성질에 따라 분류하려고 시도하면서 그는 주기율표를 가정하도록 이끄는 패턴을 발견했다. 그는 꿈에서 원소의 완전한 배열을 생각했다고 주장했다:
꿈속에서 나는 모든 원소가 필요한 대로 제자리에 떨어지는 표를 보았다. 깨어나서 나는 즉시 종이에 그것을 적었다. 한 곳에서만 나중에 수정이 필요해 보였다.
1860년대에 진행되던 주기율표에 대한 초기 작업을 모르고 있던 그는 다음 표를 만들었다:
Cl 35.5 K 39 Ca 40
Br 80 Rb 85 Sr 88
I 127 Cs 133 Ba 137
이 패턴을 따라 추가 원소를 추가함으로써 멘델레예프는 주기율표의 확장된 버전을 개발했다. 1869년 3월 6일 그는 러시아 화학회에 《원소의 원자량의 성질 사이의 종속성》이라는 제목의 정식 발표를 했으며, 이는 원소를 원자량(이제 상대 원자 질량이라고 불림)과 원자가로 설명했다. 이 발표는 다음과 같이 명시했다:
- 원소는 원자량에 따라 배열되면 성질의 명확한 주기성을 보인다.
- 화학적 성질에 대해 유사한 원소들은 유사한 원자량을 갖거나(예: Pt, Ir, Os) 원자량이 규칙적으로 증가한다(예: K, Rb, Cs).
- 원소들을 원자량의 순서대로 그룹으로 배열하는 것은 소위 원자가뿐만 아니라 어느 정도 그들의 독특한 화학적 성질에도 부합한다. 이는 Li, Be, B, C, N, O, F의 계열 외에도 다른 계열에서 명백하다.
- 가장 널리 퍼져 있는 원소들은 작은 원자량을 갖는다.
- 원자량의 크기는 원소의 특성을 결정하며, 분자의 크기는 화합물의 특성을 결정한다.
- 우리는 많은 아직 미발견 원소의 발견을 기대해야 한다. 예를 들어 알루미늄과 규소에 유사한 두 원소로 원자량이 65에서 75 사이인 것들.
- 원소의 원자량은 때때로 인접한 원소의 원자량에 대한 지식으로 수정될 수 있다. 따라서 텔루륨의 원자량은 123에서 126 사이에 있어야 하고 128이 될 수 없다. 텔루륨의 원자량은 127.6이며, 멘델레예프는 원자량이 주기 내의 위치에 따라 증가해야 한다는 가정에서 잘못되었다.
- 원소의 특정 특성들은 그들의 원자량으로부터 예측될 수 있다.
멘델레예프는 모든 알려진 원소의 주기율표를 출판하고 테이블을 완성하기 위해 러시아어 저널에서 여러 새로운 원소를 예측했다. 불과 몇 개월 후 마이어는 독일어 저널에서 거의 동일한 표를 발표했다. 멘델레예프는 각각 게르마늄, 갈륨, 스칸듐인 에카실리콘, 에카알루미늄, 에카붕소라고 불렀던 것의 성질을 정확하게 예측한 구별을 갖는다.
멘델레예프는 또한 일부 알려진 원소의 성질 변화를 제안했다. 그의 작업 이전에 우라늄은 원자가 3과 원자량 약 120을 가져야 한다고 가정되었다. 멘델레예프는 이 값들이 그의 주기율표에 맞지 않는다는 것을 깨달았고 원자가 6과 원자량 240(현대 값 238에 가까움)으로 둘 다 두 배로 늘렸다.
예측한 8개 원소의 경우 그는 에카, 드비, 트리(산스크리트어 1, 2, 3)의 접두어를 그들의 명명에 사용했다. 멘델레예프는 현재 허용되는 일부 원자량에 의문을 제기했다. 그것들은 당시 상대적으로 낮은 정확도로만 측정될 수 있었으며, 그의 주기율에서 제안한 것들과 부합하지 않는다는 것을 지적했다. 그는 텔루륨이 요오드보다 높은 원자량을 가지고 있지만 그것들을 올바른 순서로 배치했으며, 당시 허용되는 원자량이 잘못되었다고 잘못 예측했다. 그는 알려진 란타넘족 원소를 어디에 두어야 할지 답답해했으며 원자량이 가장 무거운 일부인 악티늄족인 테이블에 또 다른 행의 존재를 예측했다. 일부 사람들은 더 많은 원소가 있을 것이라고 예측한 멘델레예프를 배제했지만 1875년과 1886년에 각각 발견된 갈륨(Ga)과 게르마늄(Ge)이 두 개의 빠진 공간에 완벽하게 맞으면서 그의 예측이 옳았음이 증명되었다.
산스크리트어 접두어를 사용하여 "빠진" 원소의 이름을 붙임으로써 멘델레예프는 고대 인도의 산스크리트 문법자들에 대한 자신의 빚을 기록했을 수 있다. 그들은 음성 음의 이차원 패턴의 발견에 기반한 정교한 언어 이론을 만들었으며, 아마도 가장 현저한 것은 파니니의 산스크리트 문법에서 시바수트라로 예시된다. 멘델레예프는 산스크리트학자 오토 폰 뵈틀링크의 친구이자 동료였으며, 그는 약 이 시기에 파니니에 관한 그의 책의 2판을 준비하고 있었으며, 멘델레예프는 그의 명명법으로 파니니를 경의하기를 원했다.
멘델레예프가 만든 원본 초안은 몇 년 후 발견되었고 《원소의 시험적 체계》라는 이름으로 출판되었다.
드미트리 멘델레예프는 종종 주기율표의 아버지로 불린다. 그는 그의 테이블이나 행렬을 "주기계"라고 부랐다.
후기 생애
1876년 그는 안나 이바노바 포포바에 빠져 그녀를 추구하기 시작했고, 1881년 그녀에게 청혼했으며 그녀가 거절하면 자살을 위협했다. 그의 레시체바와의 이혼은 1882년 초 4월 2일에 그가 포포바와 결혼한 후 1개월 후에 확정되었다. 이혼 후에도 멘델레예프는 기술적으로 중혼자였다. 러시아 정교회는 합법적인 재혼 전에 최소 7년이 필요했다. 그의 이혼과 주변 논쟁은 당시 국제적 명성에도 불구하고 러시아 과학 아카데미에 입학하지 못한 것에 영향을 미쳤다. 그의 두 번째 결혼에서 낳은 딸인 류보프는 유명한 러시아 시인 알렉산드르 블록의 아내가 되었다. 그의 다른 자녀는 해군 장교인 아들 블라디미르(그는 니콜라이 2세의 주목할 만한 동방 여행에 참여함)였고 첫 번째 결혼에서 페오즈바에게 낳은 딸 올가, 그리고 아나에게서 낳은 아들 이반과 쌍둥이였다.
멘델레예프는 유럽 전역의 과학 단체로부터 광범위하게 존경받았으며, 1882년 런던 왕립학회의 데이비 메달을 포함했으며, 나중에 1905년 코플리 메달을 수상했지만 1890년 8월 17일 상트페테르부르크 대학에서 사임했다. 그는 1892년 왕립학회의 외국인 회원(ForMemRS)으로 선출되었으며, 1893년 그는 그의 사망까지 그 직책을 점유한 도량형국의 국장으로 임명되었다.
