Dmitri Mendeleev

لا يوجد شيء في هذا العالم أخشى قوله.

كان Dmitri Ivanovich Mendeleev عالم كيمياء ومخترعاً روسياً. يُذكر بشكل أساسي لصياغته القانون الدوري وإنشاؤه نسخة بعيدة النظر من الجدول الدوري للعناصر. استخدم القانون الدوري ليس فقط لتصحيح الخصائص المقبولة آنذاك لبعض العناصر المعروفة، مثل التكافؤ والوزن الذري للعنصر اليورانيوم، بل أيضاً للتنبؤ بخصائص ثمانية عناصر لم تكن قد اكتُشفت بعد.

الحياة المبكرة

وُلد Mendeleev في قرية Verkhnie Aremzyani، بالقرب من Tobolsk في Siberia، لوالديه Ivan Pavlovich Mendeleev 1783–1847 و Maria Dmitrievna Mendeleeva née Kornilieva 1793–1850. عمل Ivan مدير مدرسة ومعلماً للفنون الجميلة والسياسة والفلسفة في الجيمنازيوم بـ Tambov و Saratov. كان والد Ivan، Pavel Maximovich Sokolov، كاهناً أرثوذكسياً روسياً من منطقة Tver. وفقاً لتقاليد الكهنة في ذلك الوقت، تم إعطاء أطفال Pavel أسماء عائلية جديدة أثناء التحاقهم بالحوزة اللاهوتية، حيث حصل Ivan على اسم العائلة Mendeleev على اسم ملاك أراضٍ محلي.

جاءت Maria Kornilieva من عائلة معروفة من تجار Tobolsk، مؤسسي أول مطبعة في Siberia والذين يعودون نسبهم إلى Yakov Korniliev، وهو رجل posad من القرن السابع عشر تحول إلى تاجر ثري. في عام 1889، نشر أمين مكتبة محلي مقالة في صحيفة Tobolsk حيث ادّعى أن Yakov كان من الـ Teleut المعتنقين للمسيحية، وهي أقلية عرقية كانت تُعرف باسم "الكالميك البيض" في ذلك الوقت. بما أنه لم تُقدَّم أي مصادر ولم تُكشف أي حقائق موثقة عن حياة Yakov، يرفض السيرة الذاتية عموماً هذا باعتباره أسطورة. في عام 1908، بعد وقت قصير من وفاة Mendeleev، نشرت إحدى أخواته Family Chronicles. Memories about D. I. Mendeleev حيث عبّرت عن "أسطورة عائلية" عن جد Maria الذي تزوج "من جميلة Kyrgyz أو Tatar أحبها كثيراً بحيث أنه عندما ماتت، مات هو أيضاً من الحزن". ومع ذلك، هذا يتناقض مع السجلات العائلية الموثقة، ولا تدعم أي من تلك الأساطير سيرة Mendeleev الذاتية أو مذكرات ابنته أو زوجته. ومع ذلك، لا يزال بعض العلماء الغربيين يشيرون إلى ما يُفترض أنه الأصل "المنغولي" أو "التتاري" أو "التارتاري" أو ببساطة "الآسيوي" لـ Mendeleev باعتباره حقيقة.

تمّ تربية Mendeleev كمسيحي أرثوذكسي، حيث شجعته والدته على "البحث بصبر عن الحقيقة الإلهية والعلمية". أخبرها ابنه لاحقاً أنه ابتعد عن الكنيسة واعتنق شكلاً من "الإلحاد الرومانسي".

كان Mendeleev الأصغر بين 17 أخاً وأختاً، منهم "14 فقط ظلوا أحياء ليتم تعميدهم" وفقاً لأخيه Pavel، مما يعني أن الآخرين توفوا بعد ولادتهم بوقت قصير. يختلف العدد الدقيق لإخوة Mendeleev بين المصادر ولا يزال موضوع نزاع تاريخي. للأسف بالنسبة للوضع المالي للعائلة، أصيب والده بالعمى وفقد منصبه التعليمي. اضطُرت والدته للعمل وأعادت تشغيل مصنع الزجاج المهجور للعائلة. في سن الـ 13، بعد وفاة والده وتدمير مصنع والدته بالحريق، التحق Mendeleev بـ Gymnasium في Tobolsk.

في عام 1849، أخذت والدته Mendeleev عبر روسيا من Siberia إلى Moscow بهدف التحاق Mendeleev بـ Moscow University. لم تقبله الجامعة في Moscow. استمرت الأم والابن إلى Saint Petersburg إلى alma mater الأب. انتقلت عائلة Mendeleev الفقيرة الآن إلى Saint Petersburg، حيث التحق بـ Main Pedagogical Institute في عام 1850. بعد التخرج، أصيب بالسل، مما دفعه للانتقال إلى Crimean Peninsula على الساحل الشمالي للبحر الأسود في عام 1855. هناك، أصبح معلماً علمياً في Gymnasium 1st Simferopol. في عام 1857، عاد إلى Saint Petersburg بصحة معافاة تماماً.

بين عامي 1859 و 1861، عمل على شعيرية السوائل وآليات المطياف في Heidelberg. لاحقاً في عام 1861، نشر كتاباً دراسياً بعنوان Organic Chemistry. حقق له هذا جائزة Demidov من Academy of Sciences في Petersburg.

في 4 أبريل 1862، خطب Feozva Nikitichna Leshcheva، وتزوجا في 27 أبريل 1862 في كنيسة Nikolaev Engineering Institute في Saint Petersburg حيث كان يُدرّس.

أصبح Mendeleev أستاذاً في Saint Petersburg Technological Institute و Saint Petersburg State University في عامي 1864 و 1865، على التوالي. في عام 1865، حصل على درجة Doctor of Science لأطروحته "On the Combinations of Water with Alcohol". حصل على الأمان الوظيفي في عام 1867 في Saint Petersburg University وبدأ تدريس الكيمياء غير العضوية، خالفاً Voskresenskii في هذا المنصب؛ بحلول عام 1871، كان قد حوّل Saint Petersburg إلى مركز معترف به دولياً لبحث الكيمياء.

الجدول الدوري

في عام 1863، كان هناك 56 عنصراً معروفاً مع اكتشاف عنصر جديد بمعدل واحد تقريباً سنوياً. كان العلماء الآخرون قد حددوا سابقاً دورية العناصر. وصف John Newlands قانون الثماني، ملاحظاً دوريتها وفقاً للوزن الذري النسبي في عام 1864، ونشره في عام 1865. حدّد اقتراحه إمكانية وجود عناصر جديدة مثل germanium. انتُقدت الفكرة ولم يتم الاعتراف بابتكاره من قبل Society of Chemists حتى عام 1887. شخص آخر اقترح جدولاً دورياً كان Lothar Meyer، الذي نشر ورقة في عام 1864 تصف 28 عنصراً صُنّفت حسب تكافؤها، لكن بدون تنبؤات لعناصر جديدة.

بعد أن أصبح معلماً في عام 1867، كتب Mendeleev الكتاب الدراسي الحاسم في عصره: Principles of Chemistry جزآن، 1868–1870. تمّ كتابته بينما كان يُحضّر كتاباً دراسياً لدورته. حينها حقق اكتشافه الأكثر أهمية. وبينما كان يحاول تصنيف العناصر وفقاً لخصائصها الكيميائية، لاحظ أنماطاً دفعته للتنبؤ بجدوله الدوري؛ ادّعى أنه تصوّر الترتيب الكامل للعناصر في حلم:

رأيت في الحلم جدولاً وقعت فيه جميع العناصر في مكانها كما هو مطلوب. عندما استيقظت، كتبته فوراً على ورقة، وفي مكان واحد فقط بدت هناك حاجة لتصحيح لاحقاً.

غير مُدرك للعمل السابق على الجداول الدورية الذي كان يجري في الستينيات من القرن التاسع عشر، أنشأ الجدول التالي:

Cl 35.5 K 39 Ca 40

Br 80 Rb 85 Sr 88

I 127 Cs 133 Ba 137

بإضافة عناصر إضافية متبعاً هذا النمط، طوّر Mendeleev نسخته الموسعة من الجدول الدوري. في 6 مارس 1869، قدّم عرضاً رسمياً للجمعية الكيميائية الروسية، بعنوان The Dependence between the Properties of the Atomic Weights of the Elements، الذي وصفَ العناصر وفقاً لكل من الوزن الذري (يُسمّى الآن الكتلة الذرية النسبية) والتكافؤ. ذكرَ هذا العرض التقديمي أن

1. العناصر، إذا تمّ ترتيبها وفقاً لأوزانها الذرية، تُظهر دورية واضحة في الخصائص.
2. العناصر المتشابهة فيما يتعلق بخصائصها الكيميائية لها إما أوزان ذرية متشابهة، على سبيل المثال Pt و Ir و Os، أو لها أوزان ذرية تزداد بانتظام، على سبيل المثال K و Rb و Cs.
3. ترتيب العناصر في مجموعات من العناصر بترتيب أوزانها الذرية يتوافق مع ما يُسمّى بتكافؤاتها، وكذلك، إلى حد ما، مع خصائصها الكيميائية المميزة؛ كما هو واضح بين سلاسل أخرى في سلسلة Li و Be و B و C و N و O و F.
4. العناصر التي تكون الأكثر انتشاراً على نطاق واسع لها أوزان ذرية صغيرة.
5. مقدار الوزن الذري يحدد طبيعة العنصر، تماماً كما يحدد مقدار الجزيء طبيعة جسم مركب.
6. يجب أن نتوقع اكتشاف العديد من العناصر غير المعروفة حتى الآن – على سبيل المثال، عنصرين، متشابهين مع aluminium و silicon، والذين ستكون أوزانهما الذرية بين 65 و 75.
7. قد يتم تعديل الوزن الذري للعنصر أحياناً بمعرفة أوزان العناصر المجاورة له. وبالتالي يجب أن يقع الوزن الذري للـ tellurium بين 123 و 126، ولا يمكن أن يكون 128. الوزن الذري للـ tellurium هو 127.6، و Mendeleev كان مخطئاً في افتراضه بأن الوزن الذري يجب أن يزداد مع الموقع ضمن الدورة.
8. يمكن التنبؤ بخصائص مميزة معينة للعناصر من أوزانها الذرية.

نشر Mendeleev جدوله الدوري لجميع العناصر المعروفة والتنبؤ بعدة عناصر جديدة لإكمال الجدول في مجلة باللغة الروسية. بعد أشهر قليلة فقط، نشر Meyer جدولاً متطابقاً تقريباً في مجلة باللغة الألمانية. يتمتع Mendeleev بميزة التنبؤ الدقيق بخصائص ما أطلق عليه ekasilicon و ekaaluminium و ekaboron germanium و gallium و scandium، على التوالي.

اقترح Mendeleev أيضاً تغييرات في خصائص بعض العناصر المعروفة. قبل عمله، كان يُفترض أن uranium له تكافؤ 3 ووزن ذري حوالي 120. أدرك Mendeleev أن هذه القيم لا تناسب جدوله الدوري، وضاعف كلاهما إلى تكافؤ 6 ووزن ذري 240 قريباً من القيمة الحديثة للـ 238.

للعناصر الثمانية التي تنبأ بها، استخدمَ البادئات eka و dvi و tri Sanskrit واحد واثنين وثلاثة في تسميتها. تساءل Mendeleev عن بعض الأوزان الذرية المقبولة حالياً التي يمكن قياسها فقط بدقة منخفضة نسبياً في ذلك الوقت، مشيراً إلى أنها لا تتوافق مع تلك المقترحة من قبل قانونه الدوري. لاحظ أن tellurium له وزن ذري أعلى من iodine، لكنه وضعهما بالترتيب الصحيح، متنبؤاً بشكل غير صحيح بأن الأوزان الذرية المقبولة في ذلك الوقت كانت معيبة. كان محتاراً حول أين يضع lanthanides المعروفة، وتنبأ بوجود صف آخر للجدول وهي actinides والتي كانت من بين الأثقل في الوزن الذري. رفضه بعض الناس للتنبؤ بأن هناك عناصر أكثر، لكن ثُبتت صحته عندما تمّ العثور على Ga gallium و Ge germanium في عامي 1875 و 1886 على التوالي، وكانتا مناسبة تماماً للفراغين المفقودين.

باستخدام بادئات Sanskrit لتسمية العناصر "المفقودة"، قد يكون Mendeleev قد سجّل دينه تجاه علماء اللغة السنسكريتية في الهند القديمة، الذين ابتكروا نظريات لغوية متطورة بناءً على اكتشافهم للأنماط ثنائية الأبعاد لأصوات الكلام، وهو ما يتجلى بأكثر الطرق إثارة للإعجاب في Śivasūtras في نحو Pāṇini السنسكريتي. كان Mendeleev صديقاً وزميلاً للغوياني Sanskrit Otto von Böhtlingk، الذي كان يُحضّر الطبعة الثانية من كتابه عن Pāṇini في حوالي هذا الوقت، و Mendeleev أراد تكريم Pāṇini من خلال مصطلحاته.

ستُكتشف المسودة الأصلية من قبل Mendeleev سنوات لاحقة وتُنشر تحت اسم Tentative System of Elements.

يُشار إلى Dmitri Mendeleev غالباً باسم Father of the Periodic Table. أطلق على جدوله أو مصفوفته اسم "the Periodic System".

الحياة اللاحقة

في عام 1876، أصبح مهووساً بـ Anna Ivanova Popova وبدأ مغازلتها؛ في عام 1881 طلب يدها وهددّ بالانتحار إذا رفضت. تمّت الموافقة على طلاقه من Leshcheva بعد شهر واحد من زواجه من Popova في 2 أبريل في أوائل عام 1882. حتى بعد الطلاق، كان Mendeleev من الناحية الفنية يحتفظ بزوجتين؛ كنيسة الأرثوذكسية الروسية تطلبت ما لا يقل عن سبع سنوات قبل إعادة الزواج القانونية. ساهم طلاقه والجدل المحيط به في فشله في القبول في Russian Academy of Sciences على الرغم من شهرته الدولية في ذلك الوقت. ابنته من زواجه الثاني، Lyubov، أصبحت زوجة الشاعر الروسي الشهير Alexander Blok. أطفاله الآخرون كانوا الابن Vladimir بحاراً، شارك في رحلة الشرق المعروفة لـ Nicholas II والابنة Olga، من زواجه الأول من Feozva، والابن Ivan والتوأم من Anna.

على الرغم من أن Mendeleev تلقى تكريماً واسعاً من المنظمات العلمية في جميع أنحاء أوروبا، بما فيها في عام 1882 جائزة Davy Medal من Royal Society of London التي منحته لاحقاً جائزة Copley Medal في عام 1905، استقال من Saint Petersburg University في 17 أغسطس 1890. تمّ انتخاؤه Foreign Member of the Royal Society ForMemRS في عام 1892، وفي عام 1893 تمّ تعيينه مديراً للمكتب الروسي للأوزان والمقاييس، وهو منصب شغله حتى وفاته.