Dmitrij Mendělejev
Obsah boxu
Dmitrij Ivanovič Mendělejev (rusky Дми́трий Ива́нович Менделе́ев; * 8. února 1834, Tobolsk – † 2. února 1907, Petrohrad) byl ruský chemik a vynálezce. Je známý především jako tvůrce první verze periodické tabulky prvků. Na základě jí formulovaného periodického zákona dokázal předpovědět existenci a vlastnosti dosud neobjevených chemických prvků. Jeho práce se stala základním kamenem moderní chemie.
📜 Život a kariéra
👶 Dětství a vzdělání
Dmitrij Ivanovič Mendělejev se narodil ve vesnici Verchnije Aremzjany poblíž Tobolsku na Sibiři jako nejmladší ze 14 dětí (některé zdroje uvádějí až 17) Ivana Pavloviče Mendělejeva a Marie Dmitrijevny Mendělejevové (rozené Korniljevové). Jeho otec byl ředitelem místního gymnázia, ale brzy po Dmitrijevě narození oslepl a přišel o místo. Rodinu tak musela živit matka, která obnovila provoz malé rodinné sklárny.
Po smrti otce a zničení sklárny požárem se matka rozhodla investovat veškeré zbývající prostředky do vzdělání svého nadaného syna. V roce 1849 se s ním přestěhovala nejprve do Moskvy a poté do Petrohradu, kde se mu podařilo zapsat na Hlavní pedagogický institut, alma mater jeho otce. Během studií se u něj projevila tuberkulóza, což ho donutilo se často léčit. Navzdory zdravotním potížím absolvoval v roce 1855 s vynikajícím prospěchem a zlatou medailí.
🔬 Vědecká dráha
Po absolutoriu krátce působil jako učitel na Krymu a v Oděse, ale brzy se vrátil do Petrohradu, kde v roce 1856 obhájil magisterskou práci. V letech 1859 až 1861 působil na univerzitě v Heidelbergu v Německu, kde spolupracoval s významnými vědci jako Robert Bunsen a Gustav Kirchhoff. Zde se věnoval studiu kapilárních jevů a práce se spektroskopem.
Po návratu do Ruska získal v roce 1865 titul doktora věd za disertaci "O spojení lihu s vodou" a stal se profesorem na Petrohradské technické univerzitě a později na Petrohradské státní univerzitě. Během psaní své zásadní učebnice Základy chemie (Основы химии, 1868–1870) se potýkal s problémem, jak logicky uspořádat a systematizovat tehdy známé chemické prvky.
📅 Objev periodického zákona
Vrcholem Mendělejevovy kariéry byl rok 1869, kdy formuloval periodický zákon a představil svou první verzi periodické tabulky. Uspořádal tehdy známých 63 prvků podle jejich atomové hmotnosti a zjistil, že se jejich chemické a fyzikální vlastnosti periodicky opakují.
Jeho geniální krok spočíval v tom, že se nebál ve své tabulce zanechat prázdná místa pro prvky, které podle něj musely existovat, ale ještě nebyly objeveny. Navíc s ohromující přesností předpověděl jejich vlastnosti, včetně atomové hmotnosti, hustoty, teploty tání a chemické reaktivity. Předpověděl existenci prvků, které nazval eka-hliník, eka-bor a eka-křemík.
Když byly tyto prvky později skutečně objeveny – gallium (1875), skandium (1879) a germanium (1886) – a jejich vlastnosti se téměř dokonale shodovaly s Mendělejevovými předpověďmi, jeho periodický zákon byl celosvětově přijat a zajistil mu nesmrtelnou slávu. Nezávisle na Mendělejevovi dospěl k podobnému uspořádání prvků i německý chemik Lothar Meyer, ten však neměl odvahu předpovídat vlastnosti neobjevených prvků.
🏛️ Pozdější život a další přínosy
V roce 1890 opustil Petrohradskou univerzitu na protest proti omezování akademických svobod ze strany vlády. V roce 1893 byl jmenován ředitelem Hlavní komory pro míry a váhy, kde se zasloužil o zavedení metrické soustavy do Ruského impéria a o precizní standardizaci měr.
Zabýval se také technologií ropy, vývojem bezdýmného střelného prachu (pyrokolodium) a teorií roztoků. Jeho práce o roztocích vedla k populární, avšak mylné legendě, že stanovil ideální obsah alkoholu ve vodce na 40 %.
Dmitrij Ivanovič Mendělejev zemřel 2. února 1907 v Petrohradě na chřipku, jen několik dní před svými 73. narozeninami.
🧪 Periodická tabulka
🧱 Struktura a princip
Mendělejevova tabulka organizuje chemické prvky do řádků (period) a sloupců (skupin).
- Periody: Prvky v jedné periodě mají stejný počet elektronových slupek.
- Skupiny: Prvky v jedné skupině mají podobné chemické vlastnosti, protože mají obvykle stejný počet valenčních elektronů.
Základním principem je periodický zákon, který Mendělejev formuloval takto: "Vlastnosti prvků jsou periodickou funkcí jejich atomových hmotností." Později bylo zjištěno, že přesnějším kritériem je protonové číslo, což vyřešilo některé nesrovnalosti v původní tabulce (např. pořadí telluru a jódu).
🔮 Předpovědi a jejich naplnění
Síla Mendělejevovy tabulky spočívala v její prediktivní schopnosti.
- Eka-hliník: Předpověděl prvek s atomovou hmotností kolem 68 a nízkou teplotou tání. V roce 1875 jej Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran objevil jako gallium (Ga) s hmotností 69,7 a teplotou tání 29,7 °C.
- Eka-bor: Předpověděl prvek s atomovou hmotností kolem 44. V roce 1879 jej Lars Fredrik Nilson objevil jako skandium (Sc) s hmotností 44,9.
- Eka-křemík: Předpověděl prvek s atomovou hmotností kolem 72 a šedou barvou. V roce 1886 jej Clemens Winkler objevil jako germanium (Ge) s hmotností 72,6.
Tato potvrzení proměnila periodickou tabulku z pouhé klasifikační pomůcky v mocný nástroj pro pochopení a předvídání zákonitostí hmoty.
✈️ Mimo chemii
🏭 Průmysl a ekonomika
Mendělejev byl velkým zastáncem modernizace ruského průmyslu. Intenzivně se zabýval problematikou těžby a zpracování ropy v oblasti Baku, navrhoval stavbu ropovodů a varoval před prodejem surové ropy do zahraničí. Byl také poradcem vlády v otázkách celní politiky a podporoval protekcionismus na ochranu domácího průmyslu.
🎈 Vzduchoplavba a meteorologie
Prokázal i osobní odvahu a zájem o meteorologii. V roce 1887 uskutečnil samostatný let balónem do výšky přes 3 kilometry, aby mohl pozorovat úplné zatmění Slunce. Vystoupal nad mraky a provedl cenná měření.
🏆 Ocenění a pocty
Během svého života obdržel Mendělejev řadu mezinárodních ocenění, včetně Davyho medaile (1882) a Copleyho medaile (1905) od britské Královské společnosti. Přestože byl v letech 1905 a 1906 nominován na Nobelovu cenu za chemii, nikdy ji nezískal.
Jeho odkaz je však trvalý:
- Chemický prvek s protonovým číslem 101 byl na jeho počest pojmenován mendelevium (Md).
- Jeho jméno nese velký impaktní kráter na Měsíci.
- Po něm je pojmenována řada univerzit, vědeckých ústavů a cen.
- Jeho portrét se objevil na mnoha poštovních známkách a bankovkách.
👨👩👧👦 Osobní život
Mendělejev byl dvakrát ženatý. Jeho první manželství s Feozvou Nikitičnou Leščevovou, uzavřené v roce 1862, skončilo rozvodem. V roce 1882 se oženil s Annou Ivanovou Popovovou, mladou umělkyní. Tento sňatek byl kontroverzní, protože pravoslavná církev vyžadovala po rozvodu sedmiletou lhůtu před dalším sňatkem, kterou Mendělejev nedodržel. Celkem měl šest dětí.
Byl známý svou charakteristickou vizáží s dlouhými vlasy a plnovousem, které si údajně stříhal jen jednou ročně. Byl popisován jako vznětlivý, ale zároveň nesmírně pracovitý a oddaný vědě a svým studentům.