BelKosta

Dmitrij Ivanovič Mendeleev

Il genio russo che fece progredire la scienza chimica

L. N. Belobrzeckaja-Costa

Mendeleev D. I.Il 10 giugno del 1905 D.I.Mendeleev annota nel suo diario:ФSono quattro i soggetti di studio che mi hanno reso celebre: la Legge Periodica, lo studio dellТelasticità dei gas, la comprensione delle soluzioni per affinità e I fondamenti della Chimica. Qui sta tuttaа la mia ricchezza. Questi quattro soggetti mi sono cari come se fossero figli miei".1

La sua vitaа fu attiva eа intensa.а Un continuo perfezionamento scientifico. Le sue scoperteа straordinarie, le sue opere, oltre che per la numerosità (più di 500 pubblicazioni) si caratterizzanoа per elevata accuratezza; il suo metodo dТinsegnamento fu originale, il pensiero scientifico vivo nellТeternità e come egli stesso scrisse:

Уlo scopo supremo della vera scienzaа è non solo lТerudizione, cioè la conoscienza di un fenomeno e la capacità a descriverlo, ma è la scoperta di un fenomeno УinvariabileФche significaаа capireа un resultato temporaneo avendo il dono della previsione ed arrivare adа una conclusione scientifica. Inoltre la possibilità dТapplicareа la scienza alle nuove conquiste della naturaФ. 2

Decisivo fu l'incontro con il grande scienziato Stanislao Cannizzaro che tanta parte ebbe nella sua formazione. Come Mendeleev stesso affermòа "Considero l'anno 1860 - anno del Congresso internazionale sulla chimica che ebbe luogoа a Karlsruhe, al quale partecipaiа e dove raccolsi le opinioni del grande chimico italiano Cannizzaro - qualeа momento decisivo nello sviluppo del mio pensiero sulla legge periodica". 3

LТinfanzia e lТadolescenza

Dmitrij Ivanovich Mendeleevа nasce l' 8 febbraio del 1834 a Tobolsk in una antica città di provincia delа Bassopiano Siberiano Occidentale nel punto dove il fiume Ob si divide nei fiumi Tobolа e Irtyš, circondata da fitte foreste primordiali e dagli sconfinati spazi paludosi della Siberia.а Il climà di questa regione è rigido e secco. Le temperature passano dal Ц40░C dТinverno al +40░C dТestate. Luogo cui erano destinati i deportati della Russia zarista,а tra questi,а i famosi decabristi УspeditiФ ilа più lontano possibile da San Pietroburgo perché potesseroа riscattare le pene e raffreddare i loro pensieri rivoluzionari.

Dmitrij Ivanovich Mendeleev era il diciassettesimo e ultimoа figlio della famigliaа Mendeleev. Il padre Ivan Pavlovic Mendeleevаа insegnava dapprima presso un Istituto Professionale (1807-1810). Successivamente ricopre l'incarico diа Professore del Ginnasio (1810-1818) e più tardi ne diventa Preside (1827-1834).а La madre Maria Dmitrievna Cornilskaja proveniva da una ricca famiglia di mercanti che impoverì allТinizio del XIX secolo. Quando nasce D.I.Mendeleev la famiglia occupavaа un appartamento di tre piccole stanze in un dependance dellТedificio del Liceo dove padre lavorava. LТanno 1834 quandoа il piccolo Dmitrij Mendeleev venne al mondo fu un anno molto sfortunato per la famiglia Mendeleev. Il padre perse la vista a causa di una cateratta ed anche se successivamente venneа operato a Mosca e ruscì a ricuperare parzialmente la vista, fu costretto a lasciare lТincarico di Preside e a ritirarsi in pensione. Si può immaginare ciò che rappresentò questo fatto in una famiglia così numerosa. La madre, Maria Dimitrievan, dovette sostenere tutte le difficoltà del mantenimento e dellТeducazione dei figli. Maria Dimitrievna madre era una donna energica, dinamica, colta e fiduciosa. Fu lei a occuparsiа della guida della vetreria che apparteneva a suo fratello residente a Mosca per garantire una esistenza decorosa alla propria famiglia. Questaа fabbrichetta si trovava a 30 verste da Tobolsk esattamente nel villaggio di Aremzianka. La famiglia Mendeleevа vi si trasferìа e Dmitrij Ivanovic Mendeleev lì trascorse la sua infanzia. Suoi compagni di gioco furono i figli degli operai e deiа contandini. Egli si rivelò subito un bambinoа curioso e vivace. A cinque anni sapevaа leggereа e scrivere bene grazie a sua mamma che dedicò tempo e attenzione allТeducazione dei propri figli. Nel 1839а la famiglia Mendeleev tornò ad abitare a Tobolsk. Nel 1841 D.I.Mendeleev, all'età di 7 anni, anticipando di un anno rispetto alla consuetudine russa, si iscrisse prima alla scuola elementare e media e successivamente al ginnasio4. аPresto Mendeleev dimostrò la sua passione per le scienze naturali, prendendo voti eccellenti in matematica, fisica, chimica. Mentre in latino e nelle materie umanistiche i votiа erano insufficienti o appena sufficienti. Nel frattempo la madre continuava ad occuparsi della vetreria.а D.I.Mendeleev scrisse:Ф... ho ricevuto le mie primi impressioni dalla natura, dalla gente, dall'attività dellТindustria che guidava la mia madre..Ф5. Molti anni dopo D.I.Mendeleev scrissè:Ф L'educazione ricevuta da mia madre è per me sacraФ6.

Gli ultimi anni '40 furono i più drammatici nella vita famigliare di Mendeleev. Il 12 ottobre del 1847 muore il padre. Il 27 giugno 1848 la fabbrica che rappresentava l'unica fonte di reddito per la famiglia è distrutta da un incendio. Fu solo grazie alla volontà e alla determinazione della madre che i 17 figli riuscirono aа sopravvivere e a superare ogniа difficoltà. La madre si preoccupava in particolare di assicurareа una buona educazione ai suoi figli. Nel 1849 аMendeleev completò gli studi al ginnasio e la famiglia si trasferì a Mosca.

Il cammino verso lТattività scientifica e accademica

La Russia di quei tempi comprendevaаа 7 regioni e 7 grandiа Università.а Mendeleev avrebbe dovuto iscriversiа allТUniversità (regione) di Kazan, essendo di Tobolsk. Ma la madre non conosceva nessuno a Kazan, non aveva né parenti né amici ma,а soprattutto, leа più importanti Universitàа e i principali centri di ricercaа eranoа a Mosca e a San Pietroburgo. La madre che intuì l'attitudine scientifica di Dimitrij, riteneva che suo figlio avesse bisogno di un'ottima Уscuola scientificaФ e che dovesse quindi recarsi presso la capitale. Inoltre il padre frequentòа lТIstituto Pedagogicoа diа San Pietroburgo e la famiglia di Mendeleev eraа nota in questa città.

Nel settembre dellТanno 1850 D.I.Mendeleev che aveva 16 anni viene iscritto all'Istituto Pedagogico di S. Pietroburgo presso la Facoltà di Fisica e Matematica comeа studente kazennij. Kazennijа significava Уa spese dello StatoФ.а La madre aveva fiducia nel figlio Dimitrijа e non si sbagliava. Più tardi Mendeleev dichiarò Уsono molto grato allТIstituto Pedagogico per la mia crescita scientifica e culturale. Tutti gli strumenti che lo studio richiedeva erano a portata di mano. Tutto dipendeva dal corpo docente che all'epoca era eccellente". Tra questi il famoso A.Voskresenskij che insegnavaа chimica e che divenneа Rettore dellТUniversità di San Pietroburgo nelа 1866.а Mendeleev fu grandemente sostenuto dal prof. Voskresenskij7.

Negli anni 1853-54 Mendeleev si dedicò allo studio della zoologia. Produsse due pubblicazioni che non vennero pubblicate in parte per disinteresse delle case editriciа cui si era rivolto, Il messaggero delle scienze naturaliа e La Rivista per l'educazione popolareа o per le invidie esistenti nel mondo accademico... Mendeleev trasferì allora completamente la sua attenzione allo studio dellaа scienza chimica.

Nel giugno del 1854 D.I.Mendeleev pubblicò in tedesco il suo primo importante lavoro dal titolo: УAnalisi chimica dellТortite della FinlandiaФ8 .аа Nel 1855 D.I.Mendelev fu il primo a terminare gli studi previsti dal corso Universitario, recuperandoа un anno che avrebbe dovuto ripetere. Mostrò da subitoа talento per la chimicaа e una costante determinazione per lo studio e la sperimentazione in laboratorio. Per lТeccellenza della preparazione accademica, gli viene conferitaа la medaglia dТoro. Rimase allТUniversitàа per preparare gli esami che gli permisero di ricevere il titolo di Dottore di Ricerca. Per conseguire questo titolo si occupò della relazioneа tra le forme cristalline eаа la composizione eа scrisse la dispensa УLТisomorfismoФ9(che viene stampato in un libro nel 1856).

Durante il suo soggiorno a San Pietroburgoа si ammalò di emottisi (il clima di S.Pietroburgo eraа molto umido) e nel novembre del 1855 Mendeleev siа trasferì in Crimea per guarire dalla malattia. Qui insegnòа chimica e fisica presso i liceiа per un certoа periodo. Era obbligato a prestareа servizio presso le scuole perché, dopo gli studi compiuti allТUniversità della Pedagogia sostenuti dallo Stato, doveva УripagareФ gli studi con lТinsegnamento allo Stato per 3 anni. Egli insegnò per circa un anno e tornò allТUniversità di San Pietroburgo su richiestaа del Consiglio del Ministero dТIstruzione russo.аа

Universita  a San Pietroburgo

Davanti a lui si apriva la strada per una brillante carriera accademica. Quando il suo stato di salute migliorò Mendeleev tornò a San Pietrobugo per discutere la dissertazione sul tema УSui volumi specificiФ e nel settembre dellТanno 1856а con il conseguimento della Laurea in Chimica otteine il titolo di Maghister (Master), discutendo la dissertazione soppraindicata. NellТottobre dello stesso anno presentò con un grande successo un altra dissertazione pro venia legendi УLa struttura dei composti a base di SiliceФ per poterа insegnare allТUniversità di San Pietroburgo. Nel gennaio del 1857 Mendeleev viene nominato il libero docente in Chimica presso lТUniversità di San Pietroburgo (una delle Università più prestiggiose dellТepoca).а Inoltre egli insegnò la Teoria della Chimicaа e Chimica Organica.а

Nel gennaio del 1859 D.I.Mendeleev viene mandato in missioneа per due anni in Germania, presso lТUniversità di Heidelberg affinché potesseа perfezionare la preparazione accademica e scientifica in campo chimico. Prima di trasferirsi in Germania egli esplorò l'Europa per un mese alla ricerca dell' ambiente universitario più adatto ai suoi studi. Tanti giovani studiosi russi si orientavano verso università straniere, svizzere e tedesche in particolare. LТUniversità di Heidelberg eraа famosa, la città era piccola e tranquilla. CТera un affiatato circolo di scienziati russi, vi lavorava il noto Bunsen (il misogino Professor Bunsen veniva consideratoа un'attrazione mondana. УSpecialmente i giovani russi della Facoltà di Fisica e Chimica che abbondano ad Heidelberg, che dapprima fanno meravigliare gli ingenui professori tedeschi col loro modo di vedere sano e sobrio, e in seguito fanno meravigliare gli stessi professori con lТassoluta pigrizia e completa inattivitaФ10.

Mendeleev in Germania poteva assicurarsi uno stipendio sicuro ed elevato.

Tuttavia. non gli bastava lavorare nel laboratorioа del Prof. Bunsen R. W. che lo accolse con grande Уcordialitàа e simpatia". 11

Non lo soddisfa il tempo che trascorreа in laboratorio e realizza un laboratorioа nel suo appartamento per applicarsiа alle sue ricercheа a qualsiasi ora del giorno. ФLe ricerche condotte all'interno del laboratorio dellТUniversità di Heidelberg erano elementari,Е.troppi gli esordienti che vi lavoravano. Ho deciso di organizzare tuttoа a casaФ. 11 utilizzando uno strumento delicato: il catetometro. A Heidelbergа egli incontrò scienziati da tutto il mondo: R.Bunsen, J.Dumas, A.Wurtz , G.Kirchhoff, A.Borodin,а A. Butlerov,а e molti altri. Si applicò notevolmente in questo periodoа e pubblicò alcuni di suoi lavori tra cui uno studioа di elevato interesse scientifico:Уla scoperta della temperatura dСebollizione assoluta nei liquidiФ (nel 1869 la temperatura viene detta УcriticaФ da Andrews T).

D.I.Mendeleev -che allora era soltanto venticinquenne - ottenneа successo e si conquistò una meritataа fama grazie a questi studi e pubblicazioni.

Nel 1860 si svolse a Karlsruhe il Congresso Internazionale di Chimica cheа ebbe un ruolo notevole nella vita e nella carriera scientifica e accademica di Mendeleev.а Il Congresso viene organizzato dagli studiosi Kekule A., Wurt A., Weltzien C. circa iа 150 scienziati vi parteciparano.

Era necessario riunire le menti dei più promettenti scienziati perché Уbisognava precisare i concetti fondamentali dellТatomo, della molecola, dellТequivalente, della basicità, ecc. Elaborare una precisaа nomenclatura (terminologia)Ф. Secondo lТopinione del Prof. A.Wurtz У in chimica regnava il caos Ф . Proprio grazie al Congresso Mendeleev ebbe modo di avvicinarsi a studiosi quali Dumas, Wurtz,Cannizzaro, Zinin, Borodin. In seguito D.I.Mendeleev sosterrà a proposito del Congresso У il primo Congresso di Chimica rappresentò un mezzo per conoscere moltissimi chimici, per ascoltare le loro opinioni sui fondamenti e gli aspetti particolari della Scienza Chimica Ф 12.

Inoltre Mendeleevа scrive:Ф "Considero l'anno 1860 - anno del Congresso internazionale sulla chimica che ebbe luogoа a Karlsruhe, al quale partecipaiа e dove ascoltai il grande chimico italiano Cannizzaro - qualeа momento decisivo nello sviluppo del mio pensiero sulla legge periodica.а Considero Cannizzaro qualeа mio vero predecessore perché i pesi atomici da Lui determinati mi hanno fornito il punto di riferimento necessario. Subito capii che la sua proposta di cambiare i pesi atomici avrebbe introdotto ad un nuovo ordine nella classificazione diа Dumas J. E lТidea della periodicità possibile delle proprietà degli elementi secondo la crescita dei pesi atomici mi sembrava avesse una soluzione УinternaФ.а Era chiaro che dovevo lavorare in questa direzione Ф.3 Cioè nella direzione della periodicità delle proprietà degli atomi.

Negli anni 1858-1859 D.I.Mendeleev tenne le lezioni di chimica teorica che avevano molta familiarità con il corso di Filosofia della chimica cheа Cannizzaro teneva allТUniversità di Genovaа negli anni 1856-1858.

Al ritorno in Russia nel febbraio del 1861а Mendeleev riprese gli studi e lТinsegnamento con passione allТUniversità. Inoltre ricoprì diversi incarichi: Direttore della cattedra di Geografia presso lТIstituto superiore del corpo dei cadetti, insegnante di fisica presso lТIstituto dТingegneria, Professore di Chimica presso lТUniversità delle comunicazioni. Ricominciò ad insegnareа Chimica Organica e allo stesso tempoа pubblicò il primo libro originale di Chimica Organica13 scritto in russo. Il testo si sviluppava suа 40 pagine e fu preparatoа in soli 3 mesi. Iа principali temi affrontati erano: la legge di Avogadro-Gerhardt e le proprietà delle sostanze organicheа descritte con grande attenzione e accuratezza. Dopo un anno dalla sua pubblicazione Mendeleev non riusciva a trovare una copia del suo libro per acquistarla.а Il termine Уil composto insaturoФа introdotto da Mendeleevа è ancora oggi usato dai chimici organici. Mendeleev viene premiato con il premioа Demidov dallТAccademia delle Scienze Russa per il libro (17.04.1862)

Più tardi arriva laа testimonianza di Butlerov,а considerato il padreа della Chimica Organica in Russia: ФLo studio dei problemi che stanno al confine tra la chimica e la fisica , è unТesigenza dТimportanza assai evidente... che promette di penetrare nella profondità della sostanza (essenza) della metà principale futura che sarà lТidentificazione della chimica con la meccanica molecolareФ 14 аQuesta letteraа di presentazione è firmata dagli scienziati russi più eminenti dellТepoca,а Zinin N., Somov O., SavicТ A.

Il 3 dicembre del 1876 Mendeleev viene eletto membro della Accademia delle Scienze di San Pietroburgo.

NellТanno 1862 Mendeleev viene nominatoа Docente di Chimica presso lТUniversità di San Pietroburgo. Contemporaneamente nel febbraio del 1863 viene elettoа Professore fuori ruolo di Tecnologia Chimica, però non poté ricoprire la cattedra perche non possedeva il titolo diа Master in Tecnologia Chimica. Nel gennaioа del 1864а diventò Docente di Ruolo presso lТUniversita di San Pietroburgo e pur non avendoа presentato una dissertazione vieneа nominato ugualmente dal Ministero dellТIstruzioneаа Professore Ordinario dellТUniversità di Tecnologia Chimica.

Nel 1865 Mendeleevа fa una Dissertazione in Chimica (Dr. Of Science in Chemistry) dal titolo УSulla combinazione degli alcool e lТacquaФ.15 Nel dicembre dello stesso anno vieneа nominato Professore Ordinario della Cattedra della Chimica Tecnica presso lТUniversità di San Pietroburgo. NellТanno 1867а diventa Professoreа Ordinario di Chimica Generale presso la stessa Università. Unaа piccola curiosità. Lo stipendio di un insegnante della scuola superioreа era allora di circa 33 rubli, Mendeleev riuscìа ad ottenereа 12000 rubli come Prof.Ordinario, un appartamento (casa popolare è un appartamento di lusso nel centro storico a San Pietroburgo) e un laboratorio.

Da questo momento D.I.Mendeleev iniziò a scrivere un altro testo accademico importante sulla Chimica Inorganica e Generale mettemdo sul secondo piano tutte gli altri impegni estranei allo studio scientifico. Il libro УI fondamenti della ChimicaФ16 viene alla luce nel 1868.

Lo scienziatoа Mendeleevа siа è reso conto da tempo che in Russia a quei tempi non cТerano testi accademici adatti per i seguenti motivi: la maggior parte dei corsi non erano scritti in russo: si trattava per lo più di discreteа traduzioniа dal tedesco; oppure si trattava spesso di testiа УvecchiФ , non aggiornati quali,а per esempio, il testo dei Prof. Cahour A.ФIl corso di Chimica Generale ElementareФ,а il testo di Prof. G.Hessа УFondamenti di Chimica PuraФ; Mendeleev considerava У i testiа mediocri e insufficientiФ.17 Per cui Mendeleevа progetta e realizza un nuovo ed originale volume УI fondamenti della ChimicaФ. La prima parte viene scritta nel 1869а la secondaа nel 1871. La pausa della stesura siа spiega col fatto che Mendeleev inserisce nella seconda parte i risultati del Sistema Periodico.

Mendeleev scrisse a proposito del libro УFondamentiФ:Ф il mio primo disederio è far conoscere i risultati principaliа della ricerca al grande pubblicoа e agli studenti in modoа semplice e chiaro,а mostrando la naturaа delle sostanze che ci circondano e le loro trasformazioni, inoltre lТuso di esse, soprattutto come viene applicata la chimica nell' agricoltura e nella tecnica. Il secondo obiettivo è introdurre le descrizioni dei metodi dellТestrazione dei dati insieme con le conclusioni in modo sistematico...Ф 18а EТ importante sottolineare che Mendeleev non ha soltanto riproposto i risultati di fatti noti nel campo chimico, ma ha fornito un metodo di pensiero scientifico per ottenerli.а Inoltre ha scritto in modo originale e nuovo un manuale di Chimica generale utilizzando le conoscenze del sistema degli elementi chimici da lui scoperto, cioè studiando i 63 atomi allora noti , il ripetersi periodico di certe proprietà chimiche e fisiche degli elementi.

1. I fondamenti della Chimica e la Legge Periodica degli elementi chimici

1.1. La scoperta del sistema periodico

Ilа 1 marzo del 1869 Ц giorno in cui è stata pubblicataа la prima versione del Sistema Periodico degli elementi - rappresenta una data importante e una nuova tappa nello sviluppo della Scienza Chimica. Ancora oggi la Tavola Periodica degli elementi аrappresenta un faro e una guida sicura per tutti gli studiosi e, in particolare per i chimici inorganici e i radiochimici.

D. I. Mendeleev, nel presentare la Tabella periodica degli elementi,а scrisse delle parole profetiche: Ф1. Gli elementiа che sono dispostiа secondo i loro pesi atomici rappresentano un evidente periodicità delle proprietà...

6. Ci si può aspettare la scoperta di molti elementi sconosciuti, per esempio, gli elementi simili allТalluminioа e al silicio con il peso atomico tra 65 e 75.

Qualche volta la grandezza del peso atomico dellТelemento potrà essere corretta, conoscendoа i suoi analoghi.а Così il peso del tellurio deve essere 123-126а e non è 128 20 ** а

аVa notato cheа in questo caso sbagliò di poco, perché il peso atomico del tellurio è 127. In altri casi la previsione né stata esatta.

ФGli elementi del gruppo di Torio come gli elementi dellТUranio e dellТIndio non trovano il posto piùadatto nel Sistema Periodico. Successivamente alcuni di questi УdifettiФ del Sistema Periodico hanno potuto essere eliminati con una maggior conoscenza che prima non era possibileФ.21

УAlla base del Sistema periodicocТe la distribuzione degli elementi seconda le grandezzeа dei pesi atomici... in questo caso si nota la periodicità .а ...Per questa ragione la classificazione degli elementi viene fatta secondo 7 gruppi oppure 7 famiglie , che sono indicati nella Tabella periodicacon le lettere romane22

УQuesto è il migliore risultato di miei pensieri e dellemie idee sulla periodicità degli elementi; anche un originale studio è servito di base per tutto quello che è stato scritto sul Sistema Periodico. Questa è la ragioneа principale della miaа popolarità nel mondo scientifico.

Questa proposta di Mendeleev per la classificazione degli elementi era del tuttoа nuova.

Mendeleev notò anche la presenza dei grandi Periodi specificando le differenze delle proprietà degli elementi di unostesso gruppo e classificandoli in due sottogruppi. Egli presentò le formule degli ossidi degli elementi. Gli elementi vengono sistematiа secondo i pesi atomici e la lorosomiglianza chimica e fisica che si è poi stabilito dipendere dalla costituzione del nucleo dellТatomo. Ilcosi detto ТinternoФ degli atomi. Tenendo conto degli studi fatti e delle conoscenze precise degli elementi ha capito che le misure dei certi pesi atomici erano errati e ha dimostrato, giustamente, che occorre attribuire prioritariamente i valori alla regolarità delle proprietà (come, per esempio, per lo iodio e il tellurio). In realtàgli elementi vengono ordinati, anziché secondo il peso atomico, secondo il numero atomico che si è poi scoperto cherappresenta, il numero dei protoni e degli elettroni contenuti nellТatomo neutro ed è Уproprio il numero dellТatomo cheа determina il comportamento chimico dellТelemento stessoФ.а LТuso del peso atomico tiene conto del numero dei protoni e neutroni, dove il numero dei neutroni non ha unaparticolare influenza sul comportamento chimico e può variare dando luogo a differenti isotopi. Mendeleev dovette affrontare un altro tipo di problema: infatti, per far si che gli elementi con caratteristiche simili fossero ordinate nelle stesse colonne oppure gruppi occorreva, in certi casi, lasciare alcune caselle vuote.а Mendeleev prevede lТesistenzaа di elementi di peso atomico 44, 68, 72 e ne anticipò le caratteristiche e diede loro i nomi di eka-boro, eka-alluminio ed eka-silicio. Questa previsione fu un grande successo del Sistema Periodico soprattutto quando, successivamente, vennero scoperti.а Nel 1875 Lecoq de Boisbaudran dТorigine francese scoprì il gallio (a cui diede un nome antico della Francia, e cioè quellodi Gallia) di peso atomico calcolato pari a 70. Nel 1879 L. F. Nilson scoprì un nuovo elemento che chiamò scandio (dato che lo scopritore eradТorigine scandinava, il nome dellТelemento deriva da Scandinavia), di peso atomico calcolato pari a 44,1 e, in fine, nel 1886 C. Winkler scoprì il germanio (questa voltalo scienziato era dТorigine tedesca, e il nome dellТelemento deriva dalla parola Germania) diа peso atomico calcolato pari a 72. Questielementi rispettano e rispecchiano quelli previsti da Mendeleev. A proposito di questo fatto D. I. Mendeleev scrisse: УLa Tabella Periodica è stata la prima legge che ha permesso di УvedereФ gli elementi nonа ancora scoperti...Ф 23 NellТanno 1955 studiosi americani sotto la guida del Premio Nobel (1951)а Glenn Th. Seaborg hanno prodotto artificialmente un nuovo elemento a cui è stato attribuito il numero atomico 101 e a cui è stato dato il nome di Mendelevio in onore di Mendeleev. Più tardi sono stati scoperti gli altri elementi chimici con i numeri atomici 102, 103, 104, 105, 106 e 107. A queste scoperte,durante il periodo di centТanni, hanno contribuito i fisici russi anche sulla base del Sistema periodicodi Mendeleev. Ecco alcune testimonianze sulla validità del Sistema periodico.

Il Prof. Meyer V. che fatto molti tentativi di classificazione degli elementi chimici dichiara: Уconfermo la superiorità di Mendeleev nella scoperta della Legge periodicaФ.

Ilа Prof. B. Brauner (Praga) afferma: УHo scelto come scopo della mia vita disviluppare e divulgare il Sistema Periodico e tutti i concetti legati ad essoФ.24

Prof. L. Malatesta e Prof. S. Cenini (Milano) ricordano che: ФIl chimico russo Mendeleev sin dal 1871, quando, avendo osservato che le proprietà degli atomi variano in modo regolare e periodico con il crescere del peso atomico, propose la sua celebre classificazione degli elementiФ.а

2. LТelasticità dei gas

Negli anni 1870 Mendeleev pubblicò altre ricerche fra cui УI composti che contengono i gruppi NO2Ф, УI perossidiФ , УLe acque di cristallizazioneФ e dal 1872 approfondì gli studi dello stato gassoso (sotto il nome dielasticità dei gas e meteorologia).25,26,27 Grazie ai primi studi egli haа costruito una Фpompaа a comandoФ esplorando il grado di rarefazione dellТariaа in relazione alla quantità dellТariaа e dellТacqua che passano tramite la pompa in un determinato tempo. Un lavoro di ricerca casuale lo portò allo studio dellТelasticità dei gas in collaborazione con la Società Tecnica Russa. Egli è riuscito a stabilire le grandezze esatte dei volumi dei gas compressi in relazione a precisetemperature e pressioni. Per questa ragione ha costruito dei nuovi strumenti di precisione: il termometro ad idrogeno e a petrolio, la pompa a Mercurio, il nuovo barometro a Mercurio, ecc. Su questiа argomenti ha scritto delle monografie. Nel 1875 Mendeleev affrontò il problema delle temperature neglistrati alti dellТatmosfera. Nel ottobre del 1875 pubblicò УLa temperatura degli alti strati dellТatmosferaФ e il libro УMeteorologia eа lo studio delle previsioni del tempoФ.а Utilizzòi soldi ricavati dalla vendita del suolibro per costruire un grande aerostato con cui ha fatto un volo per studiare e osservare lТeclisse del soleа nellТagosto del 1887.28аааааа

Nel 1874 egli ha proposto una nuova formula della Legge dei Gasа tenendo in considerazionele altre leggi analoghedi Boyle, Mariotte, Gay-Lussac e Avogadro che è più generale della famosa equazione di Clapeyron:

APV = K M (c + T)

dove

A = il peso molecolare del gas,

M = il peso del gas in kg,

T = temperatura ░C,а

P = lТelasticità /pressione/ in mmHg,

V = il volume in lt.,

K = constante.

УIn sostanza considero la mia formula molto importante nel senso chimico-fisicoФ 29,- ha sottolineato Prof. Mendeleev.

Durante questo periodo il grande studioso ha confermato sperimentalmente lТesistenza di alcuni composti contenenti sostanze solute e delle molecole dei solventi descrivendo i risultati in una sua dissertazione.а Più tardi le idee e la verifica sperimentale trovarono posto nella sua УTeoria delle soluzioniФ.

3. La teoria delle soluzioni

аNellТanno 1860 D. I. Mendeleev è passato dallo studio dei liquidi allТesplorazione delle soluzioni come soggetto di studio importante nella teoria e nella pratica per approfondire il comportamento delle combinazioni chimiche nella loro dinamica utilizzando un insieme della chimica statica e di quella аdinamica. NellТanno 1884 dopo 20 anni Mendeleev tornò a queste ricercheа per risolvere il problema della costituzione delle soluzioni. NellТanno 1864 scrisseа un lavoro suУlТinterazione tra alcool e acquaФ, il primo lavoro serio nel campo delle soluzioni. NellТanno 1871 Mendeleev tenne una conferenza sul tema delle acque di cristallizzazione al III Congresso degli studiosi delle Scienze Naturali. Negli anni 1874-1875 Mendeleev tenne unаcorso sulle УSoluzioniФ e ne pubblicò una edizione littografica nellТanno 1875. ( л Il corso della Teoria Chimica. Soluzioni. Prof. MendeleevФ ). NellТanno 1884 raccolse i risultati di questa sua ricerca sulle soluzioni e li espose presso la Società Russadi Fisica e di Chimica. NellТanno 1887 vide la luce il libro УLo studio delle soluzioni acquose basato sul peso specificoФ che è stato uno dei più importanti studi sulle soluzioni in Russia.

Mendeleev scrisse:ФLe mie opinioni sulle soluzioni sono dinamiche, io non sono dТaccordo con le comun ideeа dominanti sulla soluzione statica╗*30

Mendeleev studiò lТinterazione tra i solventi e la sostanza soluta e laа trovò in accordo con la teoria atomica, inoltre introdusse il concetto dellТassociazione e delladissociazione che determinano la natura delle soluzioni. Sottolineò che У.. per me le soluzioni rappresentano un caso comune dТinterazione chimica determinabile relativamenteа lТaffinitàа debole per cuiа rappresenta un campo УfertileФ per i futuri successi degli studi chimici...Ф 31

Mendeleev ha stabilito la definizione per le soluzioni. УLa soluzione è unТambiente in cui si ritrova lТassociazione di particelle costituita dal sistema del soluto e del solvente32

Mendeleev descrisse le soluzioni come У...liquidi instabili, combinazioni chimiche determinate nello stato dinamico.а Stabilìla reversibilità dei processi dТassociazione e di dissociazione nelle soluzioni descrivendola natura dinamica delle soluzioni. Secondo lo scienziato Mendeleev la dinamicità è dovuta al movimento delle molecoleа del solvente che alternativamenteа possono unirsi alle particelle della sostanza discioltae poi sipossono staccare, e, quindi, trovarsiа allo stato libero e poi di nuovo possono essere collegate al soluto, ecc.а Infatti le soluzioni sono sistemi liquidi dinamici che si trovano nelle condizioni di equilibrio dinamico chimico e di dissociazione completa. Le soluzioni sono formate dalle particelle del solvente, del soluto e da combinazioni instabili dei componenti della soluzione. Le ricerche moderne hanno confermato lТesistenza di soluzioni di diversa complessità tra cui liquidi associati e i complessi. Ci sono interazioni diverse tra le particelle della soluzione, per esempio, dipolo-dipolo, ione-dipolo ecc. Mendeleev scrisse: УNellТambito di una soluzione deve esistere sialТassociazione diаparticelle eterogenee, chimicamenteа variabile,а uniti (combinarsi) e disintegrati (disintegrarsi), formati i sistemi33

Diа conseguenza le forze che governano le soluzioni sono dТintensità diverse e sono quelle che determinanoа la formazione di associazioni di stabilità diversa. Mendeleev ha sottolineato in questo caso che Уin regioni diverse della soluzione, per esempio allТinterno, i processiа e le particelle sono diverse per il loro comportamento da quelli influenzate dalle forze di superficieФ33

Bisogna ааricordare la famosa equazione per la dilatazione dei liquidi proposta da D. I. Mendeleev:

V=1/1-Kt,

dove

V = volume della soluzione,

t = temperatura,

K = costante definita come Уla misura della dilatazione nei liquidi che dipende dalla loronaturaФ.

Curiosità a proposito delle soluzioni Ц Russian Vodka

Oggi persona sorriderà leggendo una rivista mensile УAeroflotФ che ricorda la scoperta di Mendeleev:Ф However, real Russian vodka, which we drink nowadays, appeared long after theа reign of the over-zealous Russian reformer, in the second half of the 19-th century. It is associated with the great Russian scientist Dmitry Ivanovich Mendeleev. On Januarry 31, 1865 he defended the doctorТs thesis УOn Mixing Spirits with WaterФ Following his example, modern vodka became a mixture of ethyl alcohol (40 per cent) and water, treated with activated carbon. Vodka УgodfatherФ Mr. Mendeleyev tested his invention for himself for a long time before for a long time before he came to the conclusion that 40-degree vodka was the best variant. During his experiments Mendeleyev established that inter-solution of 45.88 per cent of absolute alcohol and 54.12 per cent of water causes the most compression of the mixture. He deduced a five-line formula, which was Уone of the simplestФ, according to MendeleevФ(aprile, 2003).

4. Il successo della scienza nellТindustria, nellatecnologia e nellТagricultura

La modernità delle idee di Mendeleev è anche evidente dalle sue idee sullТapplicazione dei risultati delle attività scientifiche numerose.

Nel 1863 Mendeleev si applicò allo studio della PetrolChimica a Baku e a Surahani (Cacauso) dove esistevano i migliori pozzi di petrolio (1863)34, il sistema della rettificazione della nafta ( produzione del Petrolchimica) negli Stati Uniti (Pensilvania) /1876/35 , lТantracite del Bacino carbonifico del Donez (1888)36 , gli esplosivi ed i polveri da sparo (1890)37, osservò la radiattività nel laboratorio dei Curie (1903) (Уlo studio dellТUranio iniziando dai sorgenti naturali porterà alle scoperte nuove numerose...38 e prima era così sciettico a proposito della radioattività)а , lТidustria dei mezzi del trasposto ferroviario (Urali e Siberia)(1899) 39 , progettò il pallone aerostatico e fecè il volo di esplorazione pur rischiando la vita durante lТeclissi a Klin (1887), preparò il primo progetto del rompighiaccio insieme con ingegnere militare ed lТammiraglioаа Macarov (1897-1901) ed ecc.

Lasuafrase:а УIl petrolio è un dono della natura così raro e unico che bruciarlo come unа combustibile semplice equivale a un peccato paragonabile brucciare le banconoteФ а40,- diventò laа frase mitica.

Mendeleev avevo un credo: Фamo la mia patria come amo mia madre,а amo la scienza come amo lo spirito, che benedice, illumina e unisce tutti i popoli per il Progresso e l'utilizzoа pacifico delle ricchezze materiali e spirituali У

Era profondamente convintoа che У lТinsegnamento della teoria, non seguito dall'applicazione , è nullo,а ma anche lТapplicazioneа non sorretta da un'idea è ugualmente nulla.а La scienza e lТindustria sono corrispondono alleа idee e alа lavoroФ 41 аУSenza la scienza non può esserci lТindustria modernaФ 42

аУNoi viviamo in unТepoca in cui la ricchezza e la forza del popolo si basano sull successo industriale applicato allТagricoltura... per esempio, con lТutilizzo di macchine perfezionate e di concimi minerali artificialiФ .

а(I processi industriali tecnologici sono stati classificati nelle seguenti cinque tipologie principali: idromeccanico, termico, diffusivo, meccanico e chimico.) Per queste sue idee Mendeleev si impegnavaа per lo sviluppo della scienza a favore dellТindustria, della tecnologia e dellТagricoltura in Russia.

Gli ultimi anni dello scienziato Mendeleev (dallТanno 1890 allТanno 1907)

Terminando il servizio allТUniversita (erano 25 anni, egli ha fatto 30) chiedè le dimensione e va in pensione. Il 22 marzo del 1890 presentò lТultima lezione .

Gli studenti non riuscivano a trattenere le lacrime sul viso. LТaula era affollatisima. Le sue lezione avevano sempre un gran successo. Questa era la sua migliore presentazione sul tema:ФLa chimica è Уla lanterna magicaФ della scienzaФ.а In conclusione della lezioneа Mendeleev chiesé:ФPer favore non accompagnate la mia ultima lezione ed il mio addio con gli applausi...Ф

Dopo una separazione dalla prima moglie Lesceva F.N. (lТha sposato nel 1862) che lo portò sullТorlo del suicidio per i continui litigi ed incomprensioni Mendeleev si sposò per la seconda volta con Popova A.I. (1882). Era stanco e voleva occuparsi soltanto della ricerca scientifica. Persino lo zar a proposito della possibilità di passare a seconde nozze di Mendeleev ha sottolineato:ФMendeleev è unicoФ, indicando che solo Mendeleev può risposarsi ed a nessun altro è permesso ad ottenere la separazioneа nella Russia governata dalla Chiesa Ortodossa.а Infatti A.I. Popova era la donna amata da Mendeleev e gli stava vicino nelle ultime ore dellТesistenza dello scienziato.

Mendeleev diventò il consulente scientifico del Ministero degli Affari Marittimi (1890) e ricoprì laа posizione di sovrintendente alla Camera dei pesi e delle unità di misura (1893). УLa scienza esatta" affermerà il grande chimico "è impensabile senza lТunità di misuraФ 43

Nel 1906 (settembre) Mendeleevа scrisse nel suo diario:ФHo iniziato aа mettere i libri e le carte in ordine. E' un'attività che mi impegnaа molto, in attesa della morte, anche seа ho lТaspetto gagliardoФ. 44

Il 2 febbraio del 1907а Mendeleev muore per infarto.

D.I. Mendeleev era membro di moltissime Accademie delle Scienze Internazionali, tra cui in Jugoslavia (1882), in Danimarca (1889), in Cechia (1891), in Italia (Reale Accademia dei Lincei, a Roma (1893), ae Torino (1893) , a Bologna (1901), inа Belgio (1896), inа Prussia (1900), in Ungheria (1900), a San Pietroburgo in Russia (1876); membro onorario di diverse Università e Società Scientifiche (che gli conferirono medaglie , premi,а ecc.).

L. Belobrzeckaja-Costa

è Master in Chemistry (St.Petersburg University), Dottoressa di Ricerca in Chimica Industriale (Università di Milano), coll. con УCentro Interdipartimentale di ricerca УE. PiaggioФ , Facolta di ingegneria, Università degli studi di Pisaа
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Inoltre è possibile consultare il libro УDimitrij Ivanovič Mendeleev 1834-1907Ф P.A.Figurovskij, ediz. Accademia delle Scinze URSS, Mosca, 1961 in lingua russa.

M.N.Mladenzev e V.E.Tiscenco УDimitrij Ivanovič Mendeleev, la sua vita e le attivitàФ vol.1 e 2 ediz. Accademia delle Scienze URSS M.-L., 1938 in lingua russa.

O.Pissarevskij УDmitri Ivanovitch MendeleevФ in lingua francese ed.en langues etnrangeres, Moscow, 1955 УLe Science RusseФ.

P.S. Tutti i lavori citati sopra (la stampa degli anni 1860-1905) possono essere consultati presso la Biblioteca di Saltikov-Scedrin a San Pietroburgo.

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