دميتري مندليڤ

سيرته

ولد دميتري ايفانوفيتش منديلييف في 27 يناير( 8 فبراير حسب التقويم اليولياني القديم) عام 1834 بالقرب من توبولسك في سيبيريا. وكان دميتري الطفل السادس عشر والاخير للأب إيفان بافلوفيتش مندليف " Ivan Pavlovich Mendeleyev" والأم ماريا ديمتريڤنا مندلييڤا (وكان لقبها قبل الزواج كورنيلييڤا) " Maria Dmitrievna Mendeleeva (nee Kornilieva)". علما ان ثمانية منهم فارقوا الحياة في سن الطفولة. وفي سن الرابعة عشر، بعد موت والده, إلتحق مندليف بالجيمنازيوم فى توبولسك.
وفى عام 1849، إستقرت عائلة مندليف الفقيرة فى سان بطرسبرج, حيث إلتحق بالمعهد التربوي العالي فى عام 1850. وبعد التخرج, أصيب بالسل مما جعله ينتقل إلى شبه جزيرة القرم على البحر الأسود فى عام 1855، حيث أصبح الرئيس العام للعلوم فى المدرسة الثانوية المحلية. ثم إستعاد صحته ورجع إلى سان بطرسبرج عام 1856.



وفى الفترة من 1859 إلى 1861 عمل فى كثافة الغازات فى باريس., وأعمال المطياف مع جوستاف كيرشوف " Gustav Kirchhoff" فى هايدلبيرج. وفى عام 1863, وبعد رجوعه إلى روسيا, أصبح مدرس الكيمياء فى المعهد التقني وفى جامعة سان بطرسبرج. وفى نفس العام, تزوج من فيوزڤا نيكيتشنا لشيڤا " Feozva Nikitichna Leshcheva". ثم أعجب بأنا إيڤانوڤنا پوپوڤا ولاحقها وهددها بأن ينتحر إن لم توافق على الزواج منه. فقبلت وتزوجته قبل شهر من انتهاء اجراءات طلاقه من زوجته الأولى. وقد تزوجت إبنته من زوجته الأولى من الشاعر الروسي المشهور ألكسندر بلوك " Alexander Blok".
وبالرغم من أن مندليف تم تكريمه من كل المؤسسات العلمية فى أوروبا، بما فيها حصوله على وسام كوپلي من الجمعية الملكية في لندن, فإن نشاطه السياسي كان يقلق الحكومة الروسية، مما أدى لإقالته من جامعة سانت بطرسبرج فى 17 أغسطس عام 1890. وفي عام 1893، تم تعيينه مدير لديوان الأوزان والقياسات.
وفى سنواته الأخيرة, عمل خارجه وإخترع المواصفات القياسية للڤودكا " vodka" الروسية. وأكثر أهمية من ذلك قام بالتحقق من حقول وتركيب النفط. وساعد فى عمل أول مصفاة زيت فى روسيا. وقد توفي في سانت بطرسبرج بسبب الإنفلونزا. وتم تسمية العنصر رقم 101, مندليفيوم بإسمه.
تدرجه الوظيفي

في عام 1855 مارس التعليم في مدرسة خاصة بالذكور في سيمفروبل.
في عامي 1855 - 1856 مارس التعليم في مدرسة في اوديسا.
في اعوام 1857 – 1890 – عمل مدرسا في جامعة بطرسبورگ وفي اعوام 1863 – 1872 اصبح استاذا في المعهد التكنولوجي في بطرسبورغ.
في اعوام 1859 – 1861 – عمل في بعثة علمية بجامعة هايدلبرگ في المانيا.
في عام 1865 ناقش رسالة الدكتوراه بعنوان " حول تركيب الكحول مع الماء" والتي تضمنت افكاره الرئيسية حول السوائل.
في عام 1876 انتخب عضوا مراسلا في اكاديمية العلوم الامبراطورية في بطرسبورغ.
شارك منديلييف في اعداد تكنولوجيات اول مصنع لانتاج مواد التشحيم بروسيا تم تشغيله في بطرسبورغ في عام 1879 ببلدة قسطنطينوفسكي في اوبلاست ياروسلاڤل والذي يحمل اسمه الآن.
في عام 1890 ترك العمل في جامعة بطرسبورغ بسبب خلافه مع وزير التعليم الذي رفض في اثناء المظاهرات الطلابية تسلم عريضة الطلاب من منديلييف.
اطلق اسمه على العنصر الكيميائي رقم 101 –" مندليفيوم".

الجدول الدوري



One form of Mendeleev's periodic table, from the 1st English edition of his textbook (1891, based on the Russian 5th edition)




ثمة معلومة خاطئة شائعة مفادها أن منديلييڤ رأى جدوله في الحلم. بيد أن الأمر ليس كذلك. فإن الجدول الدوري هو ثمرة عمل استمر اعواما طويلة. وأجاب منديلييف مرة حين سألوه حول كيف اكتشف الجدول الدوري بقوله: "إنني ربما فكرت فيه طوال عشرين عاماً، بينما تعتقدون أنني جلست .. وفجأة كان كل شيء جاهزاً".
في عام 1866, نيولاندز " John Alexander Reina Newlands" قام بنشر نظرية الثمانيات. ولكن عدم وجود فراغات كافية للعناصر التى لم يتم إكتشافها, وتواجد بعض العناصر فى نفس الخانة كانت من الإنتقادات الموجهة لهذ النظرية، وبالتالى لم يتم قبولها. وبإغفال هذا، قام مندليف بالعمل على فكرة مشابهة، وفى 6 مارس 1869، تم تقديم الشكل الأساسي لها للجمعية الروسية للكيمياء، بعنوان "العلاقة بين خصائص العناصر وأوزانها الذرية" ، والتى نصت على أن:

Cl 35.5 K 39 Ca 40 Br 80 Rb 85 Sr 88 I 127 Cs 133 Ba 137

لو تم ترتيب العناصر طبقا لوزنها الذري فإن خصائصها تتكرر دوريا.
العناصر المتشابهه فى خواصها الكيميائية لها أوزان ذرية إما قريبة من بعضها (مثل Pt, Ir, Os) أو تزيد بإنتظام مثل (K, Rb, Cs).
ترتيب العناصر, أو مجموعة من العناصر حسب أوزانها الذرية, يتفق مع ما يسمي التكافؤ, وأيضا, إلى درجة ما، إلى خواصهم الكيميائية المميزة, كما يظهر بوضوح فى سلسلة Li, Be, Ba, C, N, O, Sn.
العناصر المنشرة بكثرة لها أوزان ذرية صغيرة.
تحدد قيمة الأوزان الذرية صفات العنصر, كما أن قيمة الجزيء تحدد صفات المركب.
يجب توقع إكتشاف عديد من العناصر الغير مكتشفة وقتها مثلا عنصر مشابه للألومنيوم والسيليكون – والذى يتوقع له وزن ذري بين 65 و 75.
يمكن ضبط الوزن الذري للعنصر بمعرفة الأوزان الذرية للعناصرالملاصقة له. وعلى هذا يكون الوزن الذري لعنصر التيلوريم يجب أن يكون بين 123 و 126 ولا يمكن أن يكون 128.
يمكن توقع خواص معينة للعناصر طبقا لوزنهم الذري.


تمثال لتكريم مندلييف والجدول الدوري، في براتيسلاڤا، سلوڤاكيا.




وكان لوثر ماير غير المعروف لمندليف يعمل أيضا على الجدول الدوري. وفى بحثه المنشور عام 1864, قام ماير بعض 28 عنصر فقط, مقسمين حسب تكافؤهم وليس حسب وزنهم الذري. ولم يكن عن عند ماير أى فكرة عن توقع العناصر الغير موجودة أو تصحيح الأوزان الذرية للعناصر الموجودة. وبعد أشهر قليلة من نشر مندليف لجدوله لكل العناصر المعروفة وقتها (وتوقعه عديد من العناصر التى سوف تكمل الجدول الدوري, بالإضافة لتصحيح بعض الأوزان الذرية), قام ماير بنشر صورة مطابقة للجدول، على الرغم من توقعات مندليف الدقيقة لما سماه تحت-سيليكون (جرمانيوم), تحت-ألومنيوم (جاليوم), تحت-بورون (سكانديوم) أعطاه نصيب الأسد فى الجدول الدوري. وبأى حال, فإنه فى وقت عرض توقعات مندليف فإنها أثرت بشدة على كل زملاؤه وإتضح صحتها بعد ذلك.
اكتشف منديلييف في فبراير عام 1869 لدى تأليف " اصول الكيمياء" احد قوانين الطبيعية الرئيسية – القانون الدوري للعناصر الكيميائية ( يسود الاعتقاد في الغرب ولاسيما في المانيا ان لوتار ماير توصل الى هذا الاكتشاف ايضا). ان الاختلاف الكبير بين هذين الجدولين يكمن في ان جدول ماير هو أحد صيغ تصنيف العناصر الكيميائية المعروف في ذلك الزمن ، اما الخاصية الدورية التي اكتشفها منديلييڤ فتمثل منظومة قادت الى ادراك الحتمية التي اتاحت تحديد مكان العنصر فيها – والتي لم تكن معروفة آنذاك، والتنبؤ ليس فقط بوجود العنصر بل تحديد خصائصه ايضا.
قام منديلييف في اعوام 1869 – 1871 بتطوير فكرة الخاصية الدورية واستحدث المفهوم حول مكان العنصر في الجدول الدوري بأعتباره اجمالا لخواصه بالمقارنة مع خواص العناصر الاخرى. واعتمادا على هذا الاساس قام بتعديل قيمة الاوزان الذرية لتسعة عناصر واورد خواص ثلاثة عناصر اخرى لم تكتشف بعد. ومن ثم تنبأ ايضا بوجود ثمانية عناصر اخرى منها البولونيوم(اكتشف في عام 1898 ) والاستاتين ( اكتشف في عامي 1942 – 1943) والتكنيتيوم ( اكتشف في عام 1937) والفرانسيوم (اكتشف في عام 1939).
وفي عام 1900 خلص منديلييف ووليام رامزي الى استنتاج حول وجوب ان تدرج في جدول العناصر المجموعة الصفرية الخاصة من الغازات النبيلة.
منديلييف لبحوث الارصاد الجوية



انجز العديد من الاعمال في مجال الارصاد الجوية. واعد نظرية دقيقة للأوزان وصمم افضل التراكيب لذراع الموازنة والقامطة، واستحدث ادق اساليب الوزن. وفي عام 1892 اصبح دميتري منديلييف العالم – امين الحفظ في خزانة عيارات الوزن والميازين النموذجية التي تحولت في عام 1893 بمبادرة منه الى الهيئة العامة للمقاييس والاوزان (تطلق عليها حاليا تسمية معهد منديلييف لبحوث الارصاد الجوية).
كان مجال اهتمامات منديلييف في حينه قريبا من علم المعادن وتحفظ مجموعته من نماذج المعادن بعناية في متحف قسم علم المعادن في جامعة سانكت بطرسبورغ.
صناعة البارود

اعار دميتري مندلييف اهتماما كبيرا الى الجانبين الصناعي والاقتصادي لصناعة البارود. وطرح مهمة استخدام المواد الخام المحلية حصرا في الانتاج فدرس امكانية الحصول على حامض الكبريتيك من الخامات المعدنية الكبريتية(البيريتات) المحلية. وجرت في خريف عام 1892 أولى التجارب في هذا المجال. واستحدثت في غضون عام ونصف العام تحت اشراف منديلييف تكنولوجيا الانتشار الحراري التي اصبحت اساس انتاج البارود عديم الدخان الروسي الذي يتفوق من حيث الخواص على البارود الاجنبي.
الإنجازات الأخري


مدالية مندلييڤ


في عام 1902, فى محاولة منه لفهم الإثير، إفترض (بالخطأ) انه يوجد هناك عنصرين لهما وزن ذري أقل من الهيدروجين, وأخفهما خامل كيميائيا, ويتعدى فى حركته، كل الغازات النفاذة, وهذا العنصر يكون الإثير.
كما كرس مندليف كثيرا من وقته لدراسة طبيعة المركبات المجهولة مثل المحاليل, والتى إعتبرها أنظمة سوائل متجانسة لمركبات متفككة غير ثابتة للمذيب مع المادة المذابة, وتمسكه بالرأى الذى ينص على أنهم مجرد شاهد على المركبات الذرية, تحت تأثير معادلة دالتون.
فى قسم اخر من الكيمياء الفيزيائية قام بالتحقق من تمدد السوائل بالحرارة, وقدم معادلة مماثلة لمعادلة جاى لوساك لتجانس تمدد الغازات، بينما قام بتقديم T من قبل ذلك 1861. وإفتراضات أندرو لدرجة الحرارة الحرجة للغازات بتعريف نقطة الغليان المطلقة للمادة على أنها درجة الحرارة التى تساوى عندها قوى الإلتصاق وحرارة التبخر صفر ويتغير السائل إلى بخار, بغض النظر عن الضغط والحجم.
قام مندليف بالكتابة بتوسع فى الموضوعات الكيميائية، وأكثر كتبه المعروفة يمكن أن يكون "مبادئ الكيمياء", 1868-1870, وتم نشر الكتاب بإصداراته المتتالية بلغات عديدة.
ويحسب لمندليف للتحديد لعلمي لأفضل نسبة للكحول المستخدم فى الفودكا لتكون 40%، وكان مصدر النسبة أطروحته لنيل درجة الدكتوراه "حول خلط الماء بالكحول". وتعامل فى بحثه فى الأساس مع الخواص الفيزيائية لمحلول الماء والكحول، مثل الكثافة.
قام بتقديم النظام المتري للإمبراظورية الروسية
قام بإختراع "بروكولوديوم", وهو نوع من بارود بدون دخان المبني أساسا على نيترو سيليلوز, وفى عام 1892 قام بتنظيم عملية تصنيعه.





التحليق في الجو


المنطاد" جفارا"


عندما بدأ منديلييف بدراسة قضايا التحليق في الجو واصل بحوثه في مجال الغازات والارصاد الجوية ، فأولا قام بتطوير مواضيع اعماله المرتبطة بمقاومة الوسط المحيط وصناعة السفن.
وفي عام 1875 صمم منطادا يبلغ حجمه 3600 متر مكعب ومزودا بقمرة (غوندولا) محكمة الانسداد من اجل اطلاقه الى طبقات الجو العليا( جرى اول تحليق الى الغلاف الجوي العلوي(الطبقي) فقط في عام 1924).
كما صمم منديلييف منطادا بمحركات. وفي عام 1878 حلق العالم حين كان في فرنسا في المنطاد" جفارا" المربوط بسلك في الارض.
وفي صيف عام 1887 قام منديلييف بالتحليق في منطاد بروسيا من اجل رصد كسوف الشمس الكامل، وتم اطلاقه بمساعدة الجمعية التقنية الروسية.
إن الظروف التي جرى فيها التحضير للتحليق تدل مرة اخرى على ان دميتري منديلييف كان عالماً تجريبياً فذاً (ويمكن أن نعيد إلى الأذهان بهذا الصدد قوله: "إن البروفيسور الذي يقرأ المحاضرات حسب المقرر الدراسي فقط دون أن يمارس العلم ولا يمضي قدماً إلى الأمام – هو عالم لا نفع منه بل إنه ضار حقاً"). وأبدى منديلييف ولعاً كبيراً بإمكانية رصد الإكليل الشمسي لأول مرة من منطاد في فترة الكسوف الكامل لها. واقترح أن يستخدم في ملء المنطاد ليس غاز الاستصباح بل غاز الهيدروجين الذي يتيح الارتفاع الى مسافات عالية ، مما يوسع قدرات الرصد.
كما أبدى منديلييف اهتماما كبيرا بالاجهزة الطائرة التي يزيد وزنها عن وزن الهواء.





صناعة السفن

تواصلت اعمال منديلييف في مجال مقاومة الوسط المحيط والتحليق في الجو في بحوثه المكرسة لصناعة السفن وارتياد البحر في المناطق القطبية. وطرح العالم فكرة بناء حوض تجريبي لاختبار السفن. كما إلتحق منديلييف ببعثة في محطمة جليد توجهت الى المحيط المتجمد الشمالي. ووجد في هذه المبادرة السبيل الواقعي لحل الكثير من المشاكل الاقتصادية الهامة مثل ان ربط مضيق برنگ بالبحار الروسية الاخرى من شأنه أن يكون بداية استخدام الطريق البحري الشمالي مما يجعل من اليسير بلوغ مناطق سيبيريا واقصى الشمال.
في فترة 1901 – 1902 أعد منديلييف مشروع ارسال بعثة قطبية بواسطة كاسرة جليد. ورسم العالم الطريق البحري "الصناعي" في المناطق الشمالية لكي تمر فيه السفن بالقرب من القطب الشمالي.







البحث الإقتصادي

كان منديلدييف ايضا باحثا اقتصاديا بارزا حدد الاتجاهات الرئيسية لتطور روسيا الاقتصادي.
وكان منديلييف من اشد انصار فرض الحماية الجمركية للسلع الروسية الصنع واستقلال روسيا اقتصاديا. ودافع منديلييف عن الصناعة الروسية من منافسة البلدان الغربية ، وربط تطور الصناعة في روسيا بالسياسة الجمركية العامة. واشار العالم الى وجود اجحاف في النظام الاقتصادي الذي يسمح الى البلدان التي تقوم بمعالجة لمواد الخام جني ثمار عمل العمال في البلدان المصدرة لهذه المواد الخام.وبرأيه ان هذا النظام " يعطي الافضلية الى الفئة المالكة على حساب الفئة المحرومة".






البعثة الى الاورال

فى عام 1899 ترأس العالم بعثة الى الاورال وشارك في دراسة صناعة الحديد في الاورال- وكانت من أهم مراحل نشاط منديلييف كباحث اقتصادي. وذكر في كتابه :" نحو ادراك روسيا" قائلا:" لقد شاركت في حياتي في تحديد مصير امور ثلاثة : صناعة النفط وصناعة الفحم الحجري وصناعة الحديد". وجلب العالم من بعثة الاورال مادة لا تقدر بثمن ادرجت لاحقا في كتابيه" آراء حول الصناعة "و" نحو ادراك روسيا".






نحو ادراك روسيا

كتب منديلييف في عام 1906، حين شهد احداث الثورة الروسية الاولى وتأثر بحس مرهف فيما جرى ورأى اقتراب فترة التغيرات الكبرى، كتب آخر مؤلف كبير له بعنوان " نحو ادراك روسيا". واحتلت مكانة الصدارة في هذا العمل دراسة القضايا الديموغرافية.
والامر الهام في هذا الكتاب ايراد مركزين في روسيا هما – الاراضي(السطح) والسكان. وكشف منديلييف لأول مرة ان استبيان مركز الاراضي في الدولة يعتبر أهم معيار جيوسياسي بالنسبة الى روسيا.وأرفق العالم كتابه بخريطة ذات رؤية جديدة عكست فكرة التطور الصناعي والثقافي الموحد لشطري البلاد الاوروبي والاسيوي، الامر الذي من شأنه ان يساعد على تقارب المركزين.





وفاته

توفي منديلييف في 20 يناير (2 فبراير/شباط عام 1907 في سانكت بطرسبورغ.






بحوثه العلمية

ألف منديلييف العديد من البحوث الاساسية في مجال الكيمياء والتكنولوجيا الكيميائية والفيزياء وعلم القياسات والتحليق في الجو وعلم الارصاد الجوية والزراعة والاقتصاد والتعليم العام وغير ذلك من الاعمال المتعلقة بمتطلبات تطوير القوى المنتجة في روسيا .
خلف منديلييف ما يربو على 1500 بحث منها البحوث الكلاسيكية- " اصول الكيمياء" (أول عرض منهجي للكيمياء غير العضوية). كما ألف منديلييف اول كتاب مدرسي روسي بعنوان" الكيمياء العضوية".
درس منديلييف(في اعوام 1854 – 1856) الظواهر التي تكشف العلاقة بين الشكل البلوري والتركيب الكيميائي للمركبات ، وكذلك تبعية صفات العناصر لمقادير ذراتها.
أكتشف في عام 1860 " درجة حرارة الغليان المطلق للسوائل" او درجة الحرارة الحرجة.
صمم في عام 1859 جهاز تحديد كثافة السوائل.
وضع في فترة 1865-1887 النظرية الهيدراتية للسوائل ، كما طور فكرة وجود مركبات ذات تركيب متغير.
كشف منديلييف لدى دراسة الغازات في عام 1874 الصيغة العامة لوجود الغاز المثالي.
في عام 1877 طرح منديلييف فرضية نشوء النفط من كربيدات المعادن الثقيلة ، وطرح مبدأ التقطير الاتلافي لتكرير النفط.
طرح في عام 1880 فكرة تغويز الفحم تحت الارض. ودرس قضايا استخدام انجازات الكيمياء في الزراعة ودعا الى استخدام الاسمدة المعدنية وري الاراضي القاحلة.
شارك في اعوام 1890 – 1890 في صنع البارود عديم الدخان.