Всероссийский конкурс, посвященный 175-великого мыслителя и ученого Д. И. Менделеева Семенова Алена Валерьевна

Вид материала

Конкурс

Содержание Библиографический список

Подобный материал:

• Конкурс педагогического мастерства «Мой лучший урок, посвященный 175-летию великого, 106.06kb.
• Бековского района пензенской области, 238.22kb.
• Всероссийский конкурс, проводимый журналом «Методист» «Урок года», лауреат. 2008 -фестиваль, 131.09kb.
• Игра проводиться в три раунда: Iраунд игры посвящен жизни и деятельности Д. И. Менделеева., 116.6kb.
• Задачи: 1 Развивать познавательную активность, творческие и коммуникативные способности,, 142.67kb.
• Всероссийский заочный конкурс «Познание и творчество» (г. Обнинск) Всероссийский, 109.98kb.
• «александр александрович блок», 140.21kb.
• Классный час, посвящённый жизни и дятельности м. В. Ломоносова, 90.82kb.
• Календарь событий декабрь 2011 года события декабря, 87.63kb.
• Руководителям оу, учителям русского языка и литературы, истории и обществознания, 133.9kb.

Всероссийский конкурс, посвященный 175-великого мыслителя и ученого Д.И. Менделеева





Семенова Алена Валерьевна


МОУ «Средняя общеобразовательная школа п. Опытный Цивильского района Чувашской Республики»

10 «б» класс


Научный руководитель:

Егорова Наталия Станиславовна,

учитель химии

СОШ п. Опытный

Цивильского района ЧР


п. Опытный, 2008

ОГЛАВЛЕНИЕ

.

Введение.

«Гениальный химик, первоклассный физик, плодотворный исследователь в области гидродинамики, метеорологии, геологии, в различных отделах химической технологии и других сопредельных с химией и физикой дисциплинах, глубокий знаток химической промышленности и промышленности вообще, особенно русской, оригинальный мыслитель в области учения о народном хозяйстве, государственный ум, которому, к сожалению, не суждено было стать государственным человеком, но который видел и понимал задачи и будущность России лучше представителей нашей официальной власти».

Л. А. Чугаев


Творчество Дмитрия Ивановича Менделеева, его полная событиями жизнь всегда будут интересовать людей. «Феномен Менделеева» будет еще долго изучаться учеными разных специальностей – представителями естественных наук, историками, экономистами, философами, педагогами, психологами. Исследователи каждой эпохи всегда будут находить в жизни и творчестве Менделеева новые, созвучные их времени моменты, прочитывая его биографию как бы заново

Литература, посвященная Менделееву, чрезвычайно обширна. Казалось бы, не осталось ничего, сколько-нибудь существенного, что еще сокрыто от дотошных исследователей его жизни и деятельности. В той всеобъемлющей картине отсутствует завершающий, но необходимый «штрих»: пока никто не взял на себя труд написать полную творческую биографию учёного. Да и возможно ли это? Подобная работа потребовала бы от автора поистине универсальных познаний...

И в самом деле не было в России XIX в. мыслителя, размах деятельности которого оказался бы столь же необъятным. Не было естествоиспытателя, получившего столь же широчайшее признание научного мира Европы и Америки. Не было учёного, чей авторитет в деловых и правительственных кругах был так же высок. Его взгляды и идеи, высказанные в книгах «Заветные мысли» и «К познанию России», увидевших свет незадолго до его кончины, во многом созвучны реалиям наших дней.

Мы решили разобраться в творчестве Дмитрия Ивановича Менделеева, его личной жизни, увлечениях, составить своеобразный «алфавит Менделеева» и в доступном и увлекательном виде донести свою работу до учащихся прежде всего.

Тема, затронутая в моей научной работе, очень актуальна в наше время (празднование 175–летия со дня рождения ученого, номинация в «Имя России»). Проблема неосведомленности нашего общества об исследованиях Д.И. Менделеева в разных областях науки стоит остро на данный момент. Своей работой нам хотелось расширить знания современников о жизни и наследии этого великого человека с исключительными душевными качествами, с мужским и неустрашимым характером.

Цель нашей работы: выделить основные этапы жизни и деятельности Д. И. Менделеева и разместить их согласно русскому алфавиту.

Исходя из цели, были поставлены следующие задачи:

1. Ознакомиться с биографией ученого и его научной деятельностью и творчеством по его работам, заметкам его современников и различных авторов;
   
2. Выделить основные этапы и направления творчества ученого;
   
3. Соотнести область работы и период увлечения различными отраслями науки Д. И. Менделеева с буквами русского алфавита и составить азбуку, в которой описывается научный подвиг гениального ученого XIX века, равного которому нет и поныне.
   

Методика исследований

1. Ознакомиться с биографией Менделеева по разным литературным источниками ссылкам в сети INTERNET
   
2. Сбор информации о периодах жизнедеятельности ученого, его влиянии на мировую общественность
   
3. Составление «алфавита» согласно творчеству Д. И. Менделеева
   

Были изучены первоисточники-работы Д.И. Менделеева:

1. Докторская диссертация «Рассуждение о соединении спирта с водой»,
   
2. Монография «Исследование водных растворов по удельному весу»,
   
3. «О приемах точных и метрологических взвешиваний»,
   
4. «Основы химии»
   

Академия наук. Менделеев создал около 500 научных трудов, среди которых были и рядовые публикации, и фундаментальные исследования, на которых строятся многие современные научные принципы. Ученый был действительным членом Лондонской, Римской, Бельгийской, Парижской, Берлинской, Бостонской академий наук – все крупнейших АН того времени, исключая Российскую. В 1876г. его избрали членом-корреспондентом Петербургской академии наук, но кандидатура Менделеева в академики была в 1880 г. отвергнута «... противодействием темных сил, которые ревниво закрывают двери Академии пред русскими талантами» (из письма профессоров Московского университета, цитата по книге: Бутлеров А. М., Соч., т. 3, 1958, с. 128). Забаллотирование Менделеева Петербургской АН вызвало резкий протест общественности в России и за рубежом. Менделеев ещё при жизни был известен во многих странах, получил свыше 130 дипломов и почётных званий от русских и зарубежных академий, учёных обществ и учебных заведений. В 1894 г. был избран доктором права Оксфордского университета и почетным доктором наук Кембриджского университета.

Но больше всего судьба была несправедлива к Менделееву, когда в 1906 году ему не хватило всего одного голоса для получения Нобелевской премии в области химии. Премия досталась Анри Муассану (Henri Moissan, 1852–1907), которому удалось выделить фтор — всего лишь один химический элемент, в то время как Менделеев создал классификацию их всех.

В СССР учреждены менделеевские премии за выдающиеся работы по физике и химии, присуждаемые Академией наук. Имя Менделеева (кроме упомянутых ниже Всесоюзного химического общества и Всесоюзного института метрологии) носят Московский химико-технологический институт и Тобольский государственный педагогический институт. В честь Менделеева названы: подводный хребет в Северном Ледовитом океане, действующий вулкан на о. Кунашир (Курильские острова), кратер на Луне, минерал менделеевит, научно-исследовательское судно АН СССР для океанографических исследований и др. В СССР укрепилась традиция проведения Менделеевских съездов по общей и прикладной химии (с 1907 по 1969 состоялось 10 съездов). В Санкт-Петербурге проводятся (с 1939) ежегодные Менделеевские чтения. В здании ЛГУ (в бывшей квартире М.) находится основанный в 1911 Музей и научный архив Д. И. Менделеева.

Американские учёные (Г. Сиборг и др.), синтезировавшие в 1955 элемент 101, дали ему название менделевий (Md) «... в знак признания приоритета великого русского химика Дмитрия Менделеева, который первым использовал периодическую систему элементов для предсказания химических свойств тогда ещё не открытых элементов. Этот принцип явился ключом при открытии почти всех трансурановых элементов» (Сиборг Г., Искусственные трансурановые элементы, М., 1965, с. 49). В 1964 имя Менделеева занесено на Доску почёта науки Бриджпортского университета (штат Коннектикут, США) в числе имён величайших учёных мира.


Бездымный порох. Морское и военное министерство поручают Менделееву (1891) разработку вопроса о бездымном порохе, и он (после заграничной командировки) в 1892 г. блестящим образом выполняет эту задачу. Предложенный им «пироколлодий» оказался превосходным типом бездымного пороха, притом универсальным и легко приспособляемым ко всякому огнестрельному оружию. Российское правительство, к сожалению, запатентовать открытие не успело, и рецепт "уплыл" в Америку. Между прочим, Менделеев это предвидел уже заранее и предупреждал, что так нельзя. Но его предостережениям не вняли - и в 1914 году русское военное ведомство вынуждено было закупить у Соединенных Штатов несколько тысяч тонн этого самого пороха, причем сами американцы, получая золото от России, открыто смеялись и не скрывали, что продают ей "менделеевский порох".

В 1891 году Менделеев официально назначен консультантом при управляющем морским министерством по пороховым вопросам. Совместно с И. М. Чельцовым принимал участие (в 1890—1892 годах) в разработке бездымного пороха.


Водка. Дмитрий Менделеев в 1865 году защитил докторскую диссертацию на тему «Рассуждение о соединении спирта с водою», нисколько с водкой не связанную. Менделеев, вопреки сложившейся легенде, водку не изобретал, она существовала задолго до него.

На этикетке «Русского стандарта» написано, что данная водка «соответствует стандарту русской водки высшего качества, утверждённому царской правительственной комиссией во главе с Д. И. Менделеевым в 1894 году».

С именем Менделеева связывают выбор для водки крепости в 40°. Однако в трудах Менделеева отыскать обоснование этого выбора не удаётся. Диссертация Менделеева, посвящённая свойствам смесей спирта и воды, никак не выделяет 40°. Согласно информации «Музея Водки» в Санкт-Петербурге, Менделеев считал идеальной крепостью водки 38°, но это число было округлено до 40, для упрощения расчёта налога на алкоголь.

«Царская правительственная комиссия» никак не могла установить данный стандарт водки уже хотя бы потому, что эта организация — Комиссия для изыскания способов к упорядочению производства и торгового обращения напитков, содержащих в себе алкоголь, была образована по предложению С. Ю. Витте только в 1895 году. Причём Менделеев выступал на её заседаниях в самом конце года и только по вопросу об акцизах.

Откуда же взялся 1894 год? По-видимому, из статьи историка Вильяма Похлёбкина, который написал, что «спустя 30 лет после написания диссертации… соглашается войти в комиссию». Изготовители «Русского стандарта» прибавили метафорические 30 к 1864 году и получили искомую величину.

Выбор для водки именно 40° — дело скорее случая и удобства смешивания спирта с водой в соотношении «два к трём». Более простое соотношение «один к одному» крепковато, хотя и такая пятидесятиградусная водка выпускается.


Гейдельберг. В 1859—61гг. Менделеев был в научной командировке в Гейдельберге, где подружился со многими находившимися там учёными, в том числе с А. П. Бородиным и И. М. Сеченовым. Во время своего пребывания в Европе, «в Гейдельберге, в лабораториях знаменитой немецкой химической школы, Д. И. Менделеев встречается с Р. Бунзеном, Ж. Дюма, Г. Кирхгофом, Ю. Либихом, Ш. А. Вюрцем, Э. Эрленмейером, другими выдающимися учёными Запада. Здесь же начинается его большая дружба с работавшими за рубежом молодыми русскими учёными — будущими корифеями отечественной науки - И. М. Сеченовым и А. П. Бородиным (последний, вероятно, больше известен как выдающийся композитор). Молодые люди, к которым вскоре присоединился и И. И. Мечников, дали клятву верности друг другу и остались верны ей всю жизнь (академик Ю. А. Овчинников).

Работал в своей небольшой домашней лаборатории, а также в лаборатории Р. Бунзена в Гейдельбергском университете. Если многие его соотечественники отправлялись в Европу, довольно смутно представляя цели конкретных исследований, то Менделеев пересек границу, имея детально разработанный план. В Гейдельберге он отказался работать в знаменитой лаборатории Р.Бунзена, поскольку ее «химическая» атмосфера была непригодной для его тонких исследований со специально изготовленными стеклянными приборами. Ученый в небольшом домике оборудовал собственную лабораторию, где «занимался... почти исключительно капиллярностью, полагая найти в ней ключ к решению многих физико-химических задач».

В Гейдельберге Менделеев совершил выдающееся экспериментальное открытие: установил существование «температуры абсолютного кипения» (через 10 лет получившую в работах Эндрюса название критической температуры), при достижении которой (в определенных условиях) жидкость мгновенно превращается в пар (1960), исследовал капиллярность — процесс, в котором проявляется действие сил сцепления, по которым, как считал Менделеев, можно судить о свойствах атомов, об их сходствах и различиях. Менделеев показал, что пар, нагретый до температуры абсолютного кипения, никаким повышением давления невозможно превратить в жидкость. Написал научные статьи «О расширении жидкостей» и «О температуре абсолютного кипения».

Но, сделав это открытие, Д. И. Менделеев начинает интересоваться уже другой проблемой - коэффициентом расширения тел.

В Гейдельберге у Д. И. Менделеева была «интрижка» (по его выражению) с немецкой актрисой Агнессой Фойгтман, в результате которой он высылал в Германию деньги до тех пор, пока его родившаяся в Германии дочь не вышла замуж.

Фактически Менделеев работал в Гейдельберге как экспериментатор-физик, а не химик. Ему не удалось решить поставленную задачу – установить «истинную меру для сцепления жидкостей и найти ее зависимость от веса частиц». Петербургские «наставники» Менделеева, «властителем умов» которых была главным образом органическая химия, не понимали и не разделяли логики его работы, поэтому продления командировки не последовало. Важным событием для ученого стало участие в Первом международном конгрессе химиков, который состоялся в немецком городе Карлсруэ 3–5 сентября 1860 г. Этот конгресс обсуждал важнейшие понятия атомно-молекулярного учения: атом, молекула, эквивалент. В них было много путаницы, что в немалой степени затрудняло нахождение учеными общего языка и, следовательно, более быстрое развитие химии.
Хотя на конгрессе не установилось единства мнений, однако он сыграл большую историческую роль. Для Менделеева он оказался полезным в том отношении, что ученый сумел составить собственное мнение о реальной сущности важнейших химических понятий, в особенности той области, которая касалась величин атомных весов элементов. Позднее он говорил, что именно конгресс стал для него как бы исходной точкой для размышлений о возможных систематиках элементов.

Покидая Гейдельберг, Менделеев написал: «Главный предмет моих занятий есть физическая химия. Еще Ньютон был убежден, что причина химических реакций лежит в простом молекулярном притяжении, обуславливающем сцепление и подобном явлениям механики.

Блеск чисто химических открытий сделал современную химию совершенно специальною наукой, оторвав ее от физики и механики, но, несомненно, должно настать время, когда химическое сродство будет рассматриваться как механическое явление...»

Для понимания его научного мировоззрения этот рукописный документ имеет огромное значение. Эта «программная установка» сыграла фатальную роль в том, что ученый с большой осторожностью отнесся к оценке некоторых фундаментальных открытий в физике и химии конца XIX в.

Он был убежден в решающей роли массы как коренного свойства элементов (атомов), признавая их материальность как «последних граней физико-химической делимости веществ». Менделеев не осознал всей значимости открытий явления радиоактивности и электрона, равно как и результатов, связанных с этими открытиями. Химия «запуталась в ионах и электронах», сетовал он даже в 1903 г., полагая, что «в электронных представлениях очень большую роль играют в начале еще очень неясные “радиоактивные” явления и учение об “электролитической диссоциации”, а все опирается на электричество, для которого и поныне нет еще ясного представления уже по одному тому, что сама первичная (в историческом смысле) энергия – тяготение остается со времен Ньютона в состоянии почти невыясненном». Лишь после посещения в апреле 1902 г. лаборатории А.Беккереля в Париже Менделеев резко пересмотрел свое негативное отношение к радиоактивности и называл открытие радия одним из ярчайших открытий науки.


Демидовская премия. В 1861 году Менделеев возвращается в Петербург, на свое место приват-доцента в университете и публикует курс «Органическая химия» - первый в России учебник, посвященный этой теме. За этот труд Дмитрий Иванович удостоен Демидовской премии Петербургской Академии Наук. «По богатству и смелости научной мысли, оригинальности освещения материала, влиянию на развитие и преподавание химии этот труд Менделеева не имел равного в мировой химической литературе» («Самые знаменитые люди России», М., «Вече», 1999). Однако химик-органик из Менделеева не получился. В декабре 1869 г. он написал письмо Н.Н.Зинину, которое, правда, не отправил. В нем, в частности, содержались такие слова: «Разработку фактов органической химии считаю в наше время не ведущей к цели столь быстро, как это было 15 лет тому назад, а потому мелочными фактами этой веточки химии заниматься не стану...» Письмо стало ответом на ворчливое замечание Зинина, обращенное к Менделееву: «Пора заняться работать...»


Естественные науки. Окончив гимназию в Тобольске в 1849 году, по территориальному признаку Менделеев мог поступать в России только в Казанский университет. Но он так и не стал учеником Н.Н.Зинина. Поскольку Московский и Петербургский университеты для него был закрыты, он поступил в Петербургский педагогический институт на отделение естественных наук физико-математического факультета.

Судьба пошла навстречу Менделееву, ставшему студентом Главного педагогического института. Не будем фантазировать, как бы сложилась его научная деятельность, поступи он в «законом положенный» Казанский университет, хотя именно в его стенах возникла первая отечественная химическая школа, разрабатывавшая главным образом проблемы органической химии.

Впоследствии Менделеев вспоминал, что «обязан Главному педагогическому институту всем своим развитием... профессора его были первоклассными учеными своего времени». Среди них блистал выдающийся математик М.В.Остроградский, один из крупнейших отечественных физиков того времени Э.Х.Ленц. Химию читал А.А.Воскресенский, причем Менделеев говорил, что именно он привил ему навыки к самостоятельным химическим исследованиям. Маститым ученым и преподавателем слыл минералог С. С. Куторга. Ботанику читал профессор И.О.Шаховской, зоологию – академик Ф.Ф.Брандт. Подобное «созвездие» преподавателей сделало бы честь любому университету.

Учебный процесс в институте строился так, что на последних двух курсах выделялись специальные отделения – математических и естественных наук. Менделеев выбрал второе. Математические и физические дисциплины на этом отделении не изучались. Основное внимание уделялось химии и химической технологии, минералогии, ботанике и зоологии.

Его внимание привлекали лекции по зоологии Брандта. Часть лета 1854 г. Менделеев провел в качестве репетитора на даче в его семье. Здесь же он собирал материалы для большого гербария флоры Петербургской губернии по заданию Шаховского. Эти юношеские работы определенным образом повлияли на формирование исследовательских методов Менделеева. Они воспитывали в нем необходимые навыки и умения – выделять главное, систематизировать отдельные факты. На протяжении всей научной деятельности Менделеев всегда отличался четко выраженным стремлением к использованию метода систематизации (наиболее яркий тому пример – работа над периодической системой элементов).

Особую роль сыграл его интерес к минералогии. По заданию Куторги в химической лаборатории Воскресенского Менделеев провел анализ нескольких минералов, в частности ортита, одного из пироксенов, а также селенгинской умбры. Все эти минералы имеют сложный состав, и работа над ними потребовала большого труда.
Многие видные химики начинали свои поиски в студенческие годы с химических анализов минералов, и впоследствии это играло немаловажную роль в их научной деятельности. Однако Менделеев в своих исследованиях позднее почти не прибегал к химическому анализу, более того, его самостоятельные попытки в этой области нередко заканчивались конфузом (достаточно назвать его усилия по разделению редкоземельных элементов и поиску предсказанного им экасилиция).

Между тем именно анализы ортита и одного из пироксенов стали стимулом для выбора темы диссертационной работы. Эти минералы давали благодатные примеры для иллюстрации явления изоморфизма. Менделеев вспоминал: «...я выбрал изоморфизм, потому что заинтересовался тем, что нашел сам... и предмет казался мне важным в естественно-историческом отношении... Составление этой диссертации вовлекло меня более всего в изучение химических отношений. Этим она определила многое...» Диссертация называлась «Изоморфизм в связи с другими отношениями кристаллической формы к составу» (1856; Соч., т. 1, 1937).

Явление изоморфизма уже несколько десятилетий детально изучалось западноевропейскими учеными. В России же Менделеев, по существу, оказался среди первых в этой области. Позднее он назовет свои исследования изоморфизма одной из «предтеч», способствовавших открытию периодического закона. Он дал такое определение изоморфизма: «Сходство кристаллических форм по причине одинаковости атомного строения и одинаковости объема атомных атмосфер». Но отсюда логически вытекала необходимость исследования объемов атомов и молекул. Студенческие исследования Менделеева (он учился в Главном Педагогическом институте в Петербурге) относились к аналитической химии: изучение состава минералов ортита и пироксена. Впоследствии он фактически не занимался химическим анализом, но всегда рассматривал его как весьма важный инструмент для уточнения различных результатов исследований. Между тем, именно анализы ортита и пироксена стали стимулом к выбору темы его дипломной работы (диссертации): «Изоморфизм в связи с другими отношениями кристаллической формы к составу». Она начиналась такими словами: «Законы минералогии, как и других естественных наук, относятся к трём категориям, определяющим предметы видимого мира, к форме, содержанию и свойствам. Законы форм подчиняются кристаллографии, законы свойств и содержания управляются законами физики и химии». Понятие изоморфизма играло здесь существенную роль. Это явление уже несколько десятилетий изучалось западноевропейскими учеными. В России же Менделеев по существу оказался пионером в данной области. Составленный им подробный обзор фактических данных и наблюдений и сформулированные на его основе выводы сделали бы честь любому учёному, специально занимавшемуся проблемами изоморфизма. Как вспоминал Менделеев впоследствии, «составление этой диссертации вовлекло меня в изучение более всего химических отношений. Этим она определила многое...». Позже он назовёт исследование изоморфизма одной из «предтеч», способствовавших открытию периодического закона.

Он дал такое определение изоморфизму: «Сходство кристаллических форм по причине одинаковости атомного строения и одинаковости объёма атомных атмосфер». В магистерской диссертации «Удельные объёмы» Менделеев проанализировал отношения, существующие между удельными объёмами твёрдых и жидких тел, «сходственных по составу, форме и свойствам». Но ведь, по его мнению, образование кристаллов зависит также от сил сцепления между частицами, а эти силы зависят от температуры. От сил сцепления зависят многие свойства: плавкость, твёрдость, упругость, теплоёмкость. Качественных характеристик здесь уже недостаточно. Необходимо экспериментальное определение сил сцепления с помощью измерения поверхностного натяжении жидкостей (капиллярности) при различных температурах.

В 1856г. закончил физико-математический факультет главного педагогического института в Петербурге, Ученый совет присудил ему титул "Старший учитель" и наградил золотой медалью, а его дипломная работа о явлении изоморфизма была признана кандидатской диссертацией.