Dmitri Mendeleev

Il n'y a rien dans ce monde que j'aie peur de dire.

Dmitri Ivanovich Mendeleev était un chimiste et inventeur russe. Il est surtout connu pour avoir formulé la Loi périodique et créé une version visionnaire du tableau périodique des éléments. Il a utilisé la Loi périodique non seulement pour corriger les propriétés alors acceptées de certains éléments connus, tels que la valence et le poids atomique de l'uranium, mais aussi pour prédire les propriétés de huit éléments qui n'avaient pas encore été découverts.

Jeunesse

Mendeleev est né dans le village de Verkhnie Aremzyani, près de Tobolsk en Sibérie, de Ivan Pavlovich Mendeleev 1783–1847 et Maria Dmitrievna Mendeleeva née Kornilieva 1793–1850. Ivan travaillait comme directeur d'école et professeur des beaux-arts, de politique et de philosophie aux gymnases de Tambov et Saratov. Le père d'Ivan, Pavel Maximovich Sokolov, était un prêtre orthodoxe russe de la région de Tver. Selon la tradition des prêtres de cette époque, les enfants de Pavel ont reçu de nouveaux noms de famille en fréquentant le séminaire théologique, Ivan recevant le nom de famille Mendeleev d'après le nom d'un propriétaire terrien local.

Maria Kornilieva provenait d'une famille bien connue de marchands de Tobolsk, fondateurs de la première imprimerie sibérienne dont les ancêtres remontaient à Yakov Korniliev, un homme de posad du 17e siècle devenu un riche marchand. En 1889, un bibliothécaire local a publié un article dans le journal de Tobolsk où il affirmait que Yakov était un Teleut baptisé, une minorité ethnique connue à l'époque sous le nom de « Kalmyks blancs ». Comme aucune source n'a été fournie et aucun fait documenté de la vie de Yakov n'a jamais été révélé, les biographes le rejettent généralement comme un mythe. En 1908, peu de temps après la mort de Mendeleev, l'une de ses nièces a publié Family Chronicles. Memories about D. I. Mendeleev où elle évoquait « une légende familiale » sur le grand-père de Maria qui avait épousé « une belle Kirghize ou Tatare dont il était si amoureux que quand elle est morte, il est aussi mort de chagrin ». Cela, cependant, contredit les chroniques familiales documentées, et aucune de ces légendes n'est soutenue par l'autobiographie de Mendeleev, les mémoires de sa fille ou de sa femme. Pourtant, certains érudits occidentaux continuent de faire référence à la supposée ascendance « mongole », « tatare », « tartarienne » ou simplement « asiatique » de Mendeleev comme à un fait.

Mendeleev a été élevé comme chrétien orthodoxe, sa mère l'encourageant à « rechercher patiemment la vérité divine et scientifique ». Son fils l'informerait plus tard qu'il s'était éloigné de l'Église et avait adopté une forme de « déisme romanticisé ».

Mendeleev était le plus jeune de 17 frères et sœurs, dont « seuls 14 sont restés vivants pour être baptisés » selon le frère de Mendeleev Pavel, ce qui signifie que les autres sont morts peu après leur naissance. Le nombre exact des frères et sœurs de Mendeleev diffère selon les sources et reste encore une question de débat historique. Malheureusement pour le bien-être financier de la famille, son père devint aveugle et perdit son poste d'enseignant. Sa mère a été forcée de travailler et elle a relancé l'usine de verre abandonnée de sa famille. À l'âge de 13 ans, après le décès de son père et la destruction de l'usine de sa mère par un incendie, Mendeleev a fréquenté le Gymnase de Tobolsk.

En 1849, sa mère a emmené Mendeleev à travers la Russie depuis la Sibérie jusqu'à Moscou afin d'inscrire Mendeleev à l'Université de Moscou. L'université de Moscou ne l'a pas accepté. La mère et le fils ont continué jusqu'à Saint-Pétersbourg, l'alma mater du père. La famille Mendeleev, maintenant pauvre, s'est installée à Saint-Pétersbourg, où il est entré à l'Institut pédagogique principal en 1850. Après ses études, il a contracté la tuberculose, ce qui l'a amené à se rendre sur la péninsule de Crimée sur la côte nord de la mer Noire en 1855. Là, il devint maître de sciences du 1er Gymnase de Simféropol. En 1857, il revint à Saint-Pétersbourg en parfaite santé.

Entre 1859 et 1861, il a travaillé sur la capillarité des liquides et le fonctionnement du spectroscope à Heidelberg. Plus tard en 1861, il a publié un manuel intitulé Organic Chemistry. Cela lui a valu le prix Demidov de l'Académie de Pétersbourg.

Le 4 avril 1862, il s'est fiancé à Feozva Nikitichna Leshcheva, et ils se sont mariés le 27 avril 1862 à l'église de l'Institut d'ingénierie Nikolaev à Saint-Pétersbourg où il enseignait.

Mendeleev devint professeur à l'Institut technologique de Saint-Pétersbourg et à l'Université d'État de Saint-Pétersbourg en 1864 et 1865, respectivement. En 1865, il devint Docteur en sciences pour sa dissertation « On the Combinations of Water with Alcohol ». Il obtint la permanence en 1867 à l'Université de Saint-Pétersbourg et commença à enseigner la chimie inorganique, succédant à Voskresenskii à ce poste ; d'ici 1871, il avait transformé Saint-Pétersbourg en un centre de recherche chimique internationalement reconnu.

Tableau périodique

En 1863, il y avait 56 éléments connus avec un nouvel élément découvert à un taux d'environ un par an. D'autres scientifiques avaient auparavant identifié la périodicité des éléments. John Newlands a décrit une Loi des octaves, notant leur périodicité selon le poids atomique relatif en 1864, la publiant en 1865. Sa proposition a identifié le potentiel de nouveaux éléments tels que le germanium. Le concept a été critiqué et son innovation n'a pas été reconnue par la Société des chimistes jusqu'en 1887. Une autre personne ayant proposé un tableau périodique était Lothar Meyer, qui a publié un article en 1864 décrivant 28 éléments classés selon leur valence, mais sans prédictions de nouveaux éléments.

Après être devenu professeur en 1867, Mendeleev écrivit le manuel définitif de son époque : Principles of Chemistry deux volumes, 1868–1870. Il a été écrit alors qu'il préparait un manuel pour son cours. C'est à ce moment qu'il fit sa découverte la plus importante. En tentant de classer les éléments selon leurs propriétés chimiques, il remarqua des motifs qui le menèrent à postuler son tableau périodique ; il prétendait avoir envisagé l'arrangement complet des éléments dans un rêve :

J'ai vu en rêve une table où tous les éléments prenaient leur place comme il se devait. En me réveillant, je l'ai immédiatement écrit sur un morceau de papier, seulement dans un endroit une correction semblait nécessaire plus tard.

Inconscient du travail antérieur sur les tableaux périodiques qui se déroulait dans les années 1860, il a créé le tableau suivant :

Cl 35.5 K 39 Ca 40

Br 80 Rb 85 Sr 88

I 127 Cs 133 Ba 137

En ajoutant des éléments supplémentaires suivant ce modèle, Mendeleev développa sa version étendue du tableau périodique. Le 6 mars 1869, il fit une présentation formelle à la Société chimique russe, intitulée The Dependence between the Properties of the Atomic Weights of the Elements, qui décrivait les éléments selon le poids atomique (maintenant appelé masse atomique relative) et la valence. Cette présentation indiquait que

1. Les éléments, s'ils sont arrangés selon leur poids atomique, exhibent une périodicité apparente des propriétés.
2. Les éléments qui sont similaires concernant leurs propriétés chimiques ont soit des poids atomiques similaires p. ex., Pt, Ir, Os soit ont leurs poids atomiques augmentant régulièrement p. ex., K, Rb, Cs.
3. L'arrangement des éléments dans les groupes d'éléments dans l'ordre de leurs poids atomiques correspond à ce qu'on appelle leurs valences, ainsi qu'à leurs propriétés chimiques distinctives, dans une certaine mesure ; comme c'est apparent entre autres séries dans celle de Li, Be, B, C, N, O, et F.
4. Les éléments qui sont les plus largement diffusés ont de petits poids atomiques.
5. L'ampleur du poids atomique détermine le caractère de l'élément, tout comme l'ampleur de la molécule détermine le caractère d'un corps composé.
6. Nous devons nous attendre à la découverte de nombreux éléments encore inconnus – par exemple, deux éléments, analogues à l'aluminium et au silicium, dont les poids atomiques se situeraient entre 65 et 75.
7. Le poids atomique d'un élément peut parfois être corrigé par la connaissance de ceux de ses éléments contigus. Ainsi le poids atomique du tellure doit se situer entre 123 et 126, et ne peut être 128. Le poids atomique du tellure est 127,6, et Mendeleev s'est trompé dans son hypothèse que le poids atomique doit augmenter avec la position dans une période.
8. Certaines propriétés caractéristiques des éléments peuvent être prédites à partir de leurs poids atomiques.

Mendeleev publia son tableau périodique de tous les éléments connus et prédit plusieurs nouveaux éléments pour compléter le tableau dans un journal en langue russe. Seulement quelques mois après, Meyer publia un tableau pratiquement identique dans un journal en langue allemande. Mendeleev a la distinction d'avoir prédit avec précision les propriétés de ce qu'il appelait l'ekasilicon, l'ekaaluminium et l'ekaboron germanium, gallium et scandium, respectivement.

Mendeleev proposa également des changements dans les propriétés de certains éléments connus. Avant son travail, l'uranium était supposé avoir une valence 3 et un poids atomique d'environ 120. Mendeleev réalisa que ces valeurs ne s'inscrivaient pas dans son tableau périodique, et doubla les deux à valence 6 et poids atomique 240 proche de la valeur moderne de 238.

Pour ses huit éléments prédits, il a utilisé les préfixes d'eka, dvi, et tri Sanskrit un, deux, trois dans leur dénomination. Mendeleev remit en question certains poids atomiques actuellement acceptés qui ne pouvaient être mesurés qu'avec une précision relativement faible à cette époque, soulignant qu'ils ne correspondaient pas à ceux suggérés par sa Loi périodique. Il a noté que le tellure a un poids atomique plus élevé que l'iode, mais il les a placés dans le bon ordre, prédisant incorrectement que les poids atomiques acceptés à l'époque étaient fautifs. Il était perplexe quant à l'endroit où placer les lanthanides connus, et prédit l'existence d'une autre rangée du tableau qui était les actinides, parmi les plus lourds en poids atomique. Certaines personnes ont rejeté Mendeleev pour avoir prédit qu'il y aurait plus d'éléments, mais il s'est avéré correct quand Ga gallium et Ge germanium ont été trouvés en 1875 et 1886 respectivement, s'intégrant parfaitement dans les deux espaces manquants.

En utilisant des préfixes sanskrits pour nommer les éléments « manquants », Mendeleev peut avoir enregistré sa dette envers les grammairiens sanskrits de l'Inde ancienne, qui avaient créé des théories sophistiquées du langage basées sur leur découverte des motifs bidimensionnels des sons de la parole, d'une manière très frappante exemplifiée par les Śivasūtras dans la grammaire sanskrite de Pāṇini. Mendeleev était un ami et collègue du sanskritiste Otto von Böhtlingk, qui préparait la deuxième édition de son livre sur Pāṇini à peu près à cette époque, et Mendeleev souhaitait honorer Pāṇini avec sa nomenclature.

Le brouillon original réalisé par Mendeleev serait trouvé des années plus tard et publié sous le nom de Tentative System of Elements.

Dmitri Mendeleev est souvent appelé le Père du tableau périodique. Il appelait sa table ou matrice, « le Système périodique ».

Vie ultérieure

En 1876, il devint obsédé par Anna Ivanova Popova et commença à la courtiser ; en 1881 il lui fit une demande et menaça de suicide si elle refusait. Son divorce de Leshcheva a été finalisé un mois après qu'il eut épousé Popova le 2 avril au début de 1882. Même après le divorce, Mendeleev était techniquement un bigame ; l'Église orthodoxe russe exigeait au moins sept ans avant un remariage légitime. Son divorce et la controverse qui en a découlé ont contribué à son échec à être admis à l'Académie russe des sciences malgré sa célébrité internationale à ce moment. Sa fille de son second mariage, Lyubov, devint l'épouse du célèbre poète russe Alexander Blok. Ses autres enfants étaient le fils Vladimir un marin, il a participé au notable voyage vers l'Orient de Nicholas II et la fille Olga, de son premier mariage avec Feozva, et le fils Ivan et les jumeaux d'Anna.

Bien que Mendeleev ait été largement honoré par les organisations scientifiques de toute l'Europe, y compris en 1882 la Davy Medal de la Royal Society of London qui lui décerna également la Copley Medal en 1905, il a démissionné de l'Université de Saint-Pétersbourg le 17 août 1890. Il a été élu membre étranger de la Royal Society ForMemRS en 1892, et en 1893 il a été nommé directeur du Bureau des poids et mesures, un poste qu'il occupa jusqu'à sa mort.

Mendeleev enquêta également sur la composition du pétrole et aida à fonder la première raffinerie de pétrole en Russie. Il reconnut l'importance du pétrole en tant que matière première pour les produits pétrochimiques. Il est crédité d'une remarque selon laquelle brûler du pétrole comme carburant « serait semblable à allumer un poêle de cuisine avec des billets de banque ».

En 1905, Mendeleev a été élu membre de l'Académie royale suédoise des sciences. L'année suivante, le Comité Nobel de chimie a recommandé à l'Académie suédoise d'attribuer le prix Nobel de chimie de 1906 à Mendeleev pour sa découverte du système périodique. La section de chimie de l'Académie suédoise a soutenu cette recommandation. L'Académie était alors censée approuver le choix du Comité, comme elle l'a fait dans presque tous les cas. De manière inattendue, lors de la réunion plénière de l'Académie, un membre dissident du Comité Nobel, Peter Klason, a proposé la candidature d'Henri Moissan qu'il favorisait. Svante Arrhenius, bien qu'il ne soit pas membre du Comité Nobel de chimie, avait une grande influence à l'Académie et a également pressé le rejet de Mendeleev, arguant que le système périodique était trop ancien pour reconnaître sa découverte en 1906. Selon les contemporains, Arrhenius était motivé par la rancune qu'il tenait contre Mendeleev pour sa critique de la théorie de la dissociation d'Arrhenius. Après des débats houleux, la majorité de l'Académie