Dmitri Mendeleev

Introduction

Parmi les grandes figures de la science du XIXe siecle, Dmitri Ivanovitch Mendeleev occupe une place presque unique. Il fut l'homme qui percut l'ordre la ou les autres ne voyaient que le chaos, qui decela une architecture cachee sous la diversite deconcertante de la matiere, et qui eut l'audace intellectuelle d'exprimer cette architecture dans une loi unique et universelle. La Loi Periodique, la proposition selon laquelle les proprietes des elements sont une fonction periodique de leurs masses atomiques, ne fut pas simplement un triomphe organisationnel de la chimie. Ce fut l'une des percees conceptuelles les plus profondes de l'histoire des sciences naturelles, comparable dans ses implications aux lois du mouvement de Newton ou au principe de selection naturelle de Darwin. En imposant la periodicite au catalogue des elements connus, Mendeleev accomplit quelque chose qu'aucun de ses predecesseurs n'avait reussi: il montra que la matiere elle-meme etait structuree, que ses composants fondamentaux n'etaient pas arbitraires mais obeissaient a des regles, et que ces regles pouvaient etre utilisees pour predire l'existence de substances encore inconnues de l'observation humaine.

Mendeleev naquit en 1834 dans la ville siberienne de Tobolsk, le dernier ou l'avant-dernier d'une tres nombreuse famille, et il mourut en 1907 a Saint-Petersbourg, etant devenu le scientifique le plus celebre que la Russie eut jamais produit. Sa vie embrassa les regnes de cinq tsars russes, de Nicolas Ier a Nicolas II, et ce fut une vie d'une turbulence extraordinaire, marquee par des reussites professionnelles ombragees par des controverses personnelles, et par une reconnaissance internationale compliquee par des frictions politiques internes. Il etait un patriote et un reformateur, un homme profondement preoccupe par le bien-etre pratique de la Russie, qui consacra une energie enorme a l'industrie, a l'agriculture, a l'education et a la politique economique. Cependant, c'est le Tableau Periodique, esquisse en quelques jours freniques au debut du printemps 1869, dont l'histoire se souvient par-dessus tout.

Le tableau ne fut pas son seul accomplissement. Mendeleev apporta des contributions significatives a l'etude des solutions et du comportement des gaz, a la comprehension du petrole et au developpement de l'industrie petroliere russe, ainsi qu'a la theorie de ce qu'il appela le point d'ebullition absolu des liquides. Il ecrivit un manuel de chimie extremement influent qui connut plusieurs editions et forma toute une generation de scientifiques russes. Il servit comme directeur du Bureau russe des Poids et Mesures, poste qu'il utilisa pour moderniser les normes metrologiques du pays. Il fut nomme a plusieurs reprises pour le Prix Nobel, et les manoeuvres politiques qui lui valerent d'en etre prive restent l'un des chapitres les plus troublants de l'histoire de la plus haute recompense scientifique du monde.

Cet article retrace l'arc de la vie de Mendeleev depuis les neiges de Siberie jusqu'aux laboratoires et aux amphitheatres de Saint-Petersbourg et de Heidelberg, suit le voyage intellectuel qui le mena au Tableau Periodique, et evalue la signification durable de son oeuvre pour la chimie, la physique et la comprehension du monde naturel.

La vie de Mendeleev est une demonstration eloquente de ce que l'education et l'ambition peuvent accomplir lorsqu'ils rencontrent un esprit d'une aptitude exceptionnelle. Né dans un foyer frappe par la misere et la maladie, au fin fond d'une Siberie eloignee des centres culturels de l'epoque, il parvint par la determination de sa mere et par sa propre excellence intellectuelle a se frayer un chemin jusqu'aux meilleures institutions scientifiques de son siecle. A Heidelberg, il croisa les routes des plus grands chimistes et physiciens d'Europe. En revenant a Saint-Petersbourg, il transporta avec lui non seulement les techniques et les connaissances apprises en Occident mais aussi la conviction qu'un scientifique russe pouvait apporter une contribution aux sciences qui changerait la vision du monde entier. Cette conviction se revela entierement fondee, et le Tableau Periodique en est la preuve irrefutable.

La dimension russe de la vie de Mendeleev ne doit pas etre sous-estimee. Sa fascination pour les ressources naturelles de la Russie, son engagement dans les debats sur la politique industrielle et tarifaire, son service au Bureau des Poids et Mesures, son plaidoyer permanent pour l'education scientifique et technique en Russie, tout cela reflate un homme qui considerait la science non pas comme une fin en elle-meme mais comme un outil au service de la prosperite et de la grandeur de son pays. Cette vision de la science comme outil de progres national etait caracteristique du mouvement de reformes qui traversait la societe russe du XIXe siecle, et Mendeleev en fut l'un des representants les plus influents dans le domaine scientifique.

Enfin, la posterite du Tableau Periodique temoigne de la profondeur de l'intuition originale de Mendeleev. En cent cinquante ans, le tableau est passe de soixante-trois elements a cent dix-huit. Il a absorbe les gaz nobles, les lanthanides, les actinides et les elements transuraniens sans perdre sa logique structurelle fondamentale. Il a ete explique par la mecanique quantique, confirme par la spectrometrie de masse, utilise dans la pharmacologie, l'astronomie, la science des materiaux et la physique nucleaire. Il decorera encore les salles de classe dans cent ans, probablement dans une forme tres proche de celle qu'il a aujourd'hui, car il capture quelque chose de vrai et de fondamental sur la constitution de la matiere, quelque chose qui ne changera pas. C'est la mesure de la grandeur de la decouverte de Mendeleev: elle est non seulement exacte mais durable, non seulement utile mais belle, non seulement russe mais universelle.

Dmitri Ivanovitch Mendeleev, enfant de Tobolsk, etudiant de Saint-Petersbourg, chercheur de Heidelberg, professeur de l'Universite de Saint-Petersbourg, directeur du Bureau des Poids et Mesures, conseiller de l'industrie et du gouvernement russe, fut avant tout un scientifique dans le sens le plus noble du terme: un homme qui cherchait dans la nature des verites qui n'etaient pas evidentes, qui les exprimait dans le langage universel des lois et des formules, et qui soumettait ses convictions au jugement sans appel de l'experience. Le Tableau Periodique qu'il laissa au monde est son monument le plus durable, non pas de pierre ou de bronze mais de comprehension, inscrit non dans les murs d'un batiment mais dans la texture meme de la realite materielle que la chimie explore. Tant que la science durera, le nom de Mendeleev sera prononce avec admiration et gratitude par ceux qui cherchent a comprendre pourquoi la matiere est ce qu'elle est et comment ses composants fondamentaux s'organisent selon des lois que l'esprit humain est capable de decouvrir. Pour CountryReports.org, rendre hommage a cette vie extraordinaire est a la fois un privilege et un devoir envers nos lecteurs qui meritent de connaitre les grands batisseurs de la connaissance humaine.

La Jeunesse a Tobolsk En Siberie

Dmitri Ivanovitch Mendeleev naquit le 8 fevrier 1834 a Tobolsk, capitale administrative de la Siberie occidentale, une ville de taille modeste situee a la confluence des rivieres Tobol et Irtych. Tobolsk etait loin des centres de la culture europeenne russe, mais ce n'etait pas un desert intellectuel. La ville avait ete un lieu d'exil pour des prisonniers politiques, notamment des rebelles decembristes, dont certains avaient apporte des esprits instruits et des idees progressistes dans cette ville frontaliere reculee. La ville avait un gymnase, un seminaire et une petite mais reelle tradition de culture civique.

Dmitri etait le dernier des enfants nes d'Ivan Pavlovitch Mendeleev et de Maria Dmitrievna Mendeleeva, nee Kornilieva. Le nombre exact de freres et soeurs a fait l'objet d'un certain debat historique, les sources variant entre quatorze et dix-sept enfants dont plusieurs moururen en bas age, mais il est clair que Dmitri grandit dans un foyer nombreux marque a la fois par la pauvrete et l'ambition. Son pere Ivan etait instituteur et plus tard directeur du gymnase local, ayant obtenu son diplome dans un institut pedagogique de Saint-Petersbourg. Ivan Mendeleev perdit la vue peu apres la naissance de Dmitri, une catastrophe qui le contraignit a prendre sa retraite sur une petite pension et laissa la famille dans des circonstances financieres difficiles. Il mourut alors que Dmitri etait encore enfant, avant que le fils cadet n'atteigne l'adolescence.

La figure centrale dans la jeunesse de Dmitri fut sans conteste sa mere, Maria Dmitrievna. Elle etait issue d'une famille ayant des liens avec l'industrie manufacturiere siberienne; sa famille avait exploite une verrerie pres de Tobolsk pendant des generations. Lorsque Ivan fut incapacite par la cecite et que la situation financiere de la famille devint critique, Maria prit les choses en main. Elle raviva le lien de la famille avec la verrerie et la dirigea elle-meme pendant un temps. La verrerie brula quand Dmitri avait environ quinze ans, mettant fin a cette source de revenus. Mais la determination de Maria a assurer l'education de son fils cadet etait inebranle. Elle reconnut tres tot que Dmitri etait intellectuellement doue, et elle fit de son education le projet de ses dernieres annees.

Le gymnase de Tobolsk ou Dmitri etudia etait une institution raisonnablement competente dispensant un enseignement en langues, mathematiques, histoire et sciences naturelles. Le jeune Mendeleev montra une aptitude particuliere pour les mathematiques et les sciences physiques. Il obtint son diplome du gymnase en 1849 a l'age de quinze ans, et Maria commenca immediatement a planifier son admission dans une universite. L'institution la plus proche ayant de solides facultes de sciences etait l'Universite de Kazan, mais la famille fut orientee vers Saint-Petersbourg, ou l'Institut Pedagogique Principal offrait des bourses completes aux etudiants s'engageant dans une carriere d'enseignant.

Le voyage de Tobolsk a Saint-Petersbourg en 1849 fut une enterprise enormes, couvrant plus de deux mille kilometres en vehicules tires par des chevaux a travers les monts Oural et les plaines de la Russie europeenne. Maria fit le voyage avec son fils cadet, determinee a le voir inscrit et installe. L'effort lui fut fatal. Elle mourut a Saint-Petersbourg peu apres l'inscription de Dmitri, epuisee par le voyage et par des annees de lutte. Sa mort fut une perte devastatrice pour le jeune etudiant. Elle avait tout donne pour l'amener au seuil de son education, et il ne l'oublia jamais. Dans ses ecrits tardifs, il parlerait d'elle avec une profonde gratitude et une reverence sincere.

Education a Saint-Petersbourg

L'Institut Pedagogique Principal de Saint-Petersbourg, ou Mendeleev s'inscrivit en 1850, etait une institution dediee a la formation des enseignants pour les lycees russes. Il etait rigoureux, gratuit pour les boursiers, et connecte a la culture scientifique plus large de la capitale imperiale. Pour Mendeleev, ce fut une revelation. L'institut avait des professeurs competents en mathematiques et en sciences naturelles, et il donnait acces a des laboratoires et a la litterature scientifique que le gymnase de Tobolsk n'aurait jamais pu offrir.

Parmi les professeurs qui influencerent le plus Mendeleev pendant ses annees a l'institut, on comptait Alexandre Voskresensky, un chimiste qui avait etudie sous la direction du grand chimiste allemand Justus von Liebig et qui apportait a son enseignement la rigueur et l'ambition de la tradition scientifique europeenne, et Mikhail Kutorga, un zoologue et naturaliste dont les cours introduisirent le jeune Mendeleev a la classification systematique des organismes vivants, une habitude de pensee qui s'avererait plus tard fondamentale pour la creation du Tableau Periodique.

Mendeleev se consacra a ses etudes avec l'intensite d'un jeune homme qui comprenait que tout dependait de son succes academique. Il manquait de relations familiales, d'argent et des avantages sociaux des etudiants issus de la noblesse russe ou de la bourgeoisie aisee. Ce qu'il avait, c'etait un esprit extraordinaire et une capacite presque feroce pour le travail. Il lut voracitement non seulement le programme obligatoire mais aussi la litterature scientifique au sens large. Il commenca a mener ses propres petites experiences dans le laboratoire de l'institut. Il se familiarisa avec les principales questions de la chimie contemporaine, y compris le probleme qui deviendrait finalement l'obsession centrale de sa carriere: la question de la relation entre les differents elements chimiques, s'ils pouvaient etre groupes ou ordonnes ou si chacun etait simplement un fait brut sans lien avec les autres.

Il obtint son diplome de l'institut en 1855 avec une medaille d'or, la plus haute distinction academique, mais sa sante avait ete affectee par la combinaison du surmenage et du froid humide de la capitale du nord. Il fut envoye en Crimee puis a Odessa comme enseignant, ou le climat du sud beneficia a sa sante et lui donna l'occasion d'ecrire et de reflechir, de commencer a developper ses idees sur l'enseignement de la chimie et de planifier la prochaine phase de sa carriere, qui l'amenerait vers l'ouest, dans les laboratoires d'Allemagne.

Etudes En Allemagne et a Heidelberg

En 1859, Mendeleev se vit accorder une bourse du gouvernement russe pour etudier a l'etranger. Il choisit d'aller a Heidelberg, alors l'une des villes intellectuellement les plus brillantes d'Europe pour les sciences naturelles. L'Universite de Heidelberg abritait deux scientifiques dont les travaux transformaient l'etude de la chimie et de la physique: Robert Bunsen, le chimiste qui avait invente le bruleur a gaz qui porte encore son nom, et Gustav Kirchhoff, le physicien qui travaillait aux cotes de Bunsen sur la science naissante de l'analyse spectrale. Ensemble, Bunsen et Kirchhoff etaient sur le point de decouvrir que chaque element chimique, lorsqu'il est chauffe jusqu'a l'incandescence, emet de la lumiere avec un ensemble unique et caracteristique de longueurs d'onde.

Mendeleev arriva a Heidelberg en 1859 et tenta initialement de travailler dans le laboratoire de Bunsen, mais il trouva les conditions insatisfaisantes et decida d'installer son propre laboratoire prive, qu'il equipat a ses propres frais considerables. Cette independance d'esprit lui etait caracteristique. Il preferait travailler selon son propre jugement plutot que de s'inserer comme subalterne dans le programme de recherche d'un autre. Dans son laboratoire prive de Heidelberg, il mena des recherches experimentales de sa propre conception, notamment une etude soutenue de la tension superficielle et de la capillarite des liquides, travail qui contribuerait eventuellement a sa reflexion sur les proprietes physiques de la matiere.

L'evenement le plus decisif de son sejour a Heidelberg ne se produisit pas dans son laboratoire mais au Congres de Chimie de Karlsruhe de 1860, auquel Mendeleev assista en tant que jeune observateur. Ce congres avait ete convoque pour resoudre une crise qui paralysait la chimie: l'incoherence et la confusion dans l'attribution des masses atomiques aux elements connus. Le chimiste italien Stanislao Cannizzaro presenta a Karlsruhe un argument clair et systematique pour un ensemble coherent de masses atomiques base sur l'hypothese d'Avogadro. Le pamphlet distribue par Cannizzaro lors du congres fut, pour beaucoup des jeunes chimistes presents, un document transformateur. Mendeleev rappela plus tard avoir ete profondement impressionne par la clarte et la force de l'argument de Cannizzaro. Les masses atomiques coherentes que Cannizzaro preconisait devinrent le fondement numerique sur lequel Mendeleev construirait eventuellement le Tableau Periodique.

Retour En Russie et Carriere Academique

A son retour a Saint-Petersbourg en 1861, Mendeleev peina initialement a trouver un poste academique permanent. Il donna des cours a l'Institut Technique de Saint-Petersbourg et ecrivit un manuel de chimie organique qui remporta un prix de la Societe Chimique Russe. En 1864, il fut nomme professeur a l'Institut Technologique de Saint-Petersbourg, et en 1865, il soutint sa these de doctorat, un travail substantiel sur les combinaisons de l'eau avec l'alcool.

La nomination cruciale intervint en 1867, lorsque Mendeleev fut nomme professeur de chimie generale a l'Universite de Saint-Petersbourg, l'un des postes academiques les plus prestigieux de Russie. Cette nomination le placut au coeur de la vie scientifique russe et lui donna la plateforme et la responsabilite qui le conduiraient directement a la creation du Tableau Periodique. Comme professeur, il devait maintenant enseigner un cours complet de chimie generale a de nombreux etudiants, et il se trouva sans manuel adequat en langue russe. Les textes allemands et francais disponibles etaient soit trop avances, soit trop restreints, soit structures d'une maniere que Mendeleev trouvait intellectuellement insatisfaisante. Il decida d'ecrire le sien.

Les Principes de la Chimie et le Manuel

La creation du celebre manuel de Mendeleev, Osnovy khimii, Les Principes de la Chimie, fut l'occasion immediate de la decouverte du Tableau Periodique. Le projet du manuel debuta serieusement en 1867 et 1868, lorsque Mendeleev entreprit de rediger une introduction complete a la chimie pour ses etudiants universitaires. Son intention etait de couvrir tous les elements chimiques connus et leurs composes de maniere systematique, en fournissant non pas un simple catalogue de faits mais un cadre theorique coherent.

Le probleme auquel il se heurtait immediatement etait d'ordre organisationnel. En 1868, plus de soixante elements etaient connus des chimistes, et la question de la maniere de les presenter dans un ordre logique etait loin d'etre triviale. En travaillant a travers la litterature chimique existante, en revoyant ce que l'on savait sur les proprietes de chaque element, Mendeleev commenca a construire des tableaux et des listes, a comparer des elements entre eux et a chercher des motifs. Il savait que les masses atomiques etaient la propriete numerique la plus fondamentale des elements. Si la masse atomique etait le descripteur quantitatif le plus profond de la nature d'un element, alors peut-etre que les motifs qu'il cherchait emergeeraient lorsque les elements seraient disposes par ordre croissant de masse atomique.

Les Principes de la Chimie connurent huit editions du vivant de Mendeleev et furent traduits en anglais, en allemand et en francais. Ils devinrent le texte de reference standard pour l'enseignement de la chimie en Russie pendant des decennies et influencerent l'enseignement de la chimie dans toute l'Europe. Mais leur signification la plus durable residait non dans leur clarte pedagogique, aussi importante fut-elle, mais dans le voyage intellectuel qu'ils contraignirent Mendeleev a entreprendre, le voyage qui s'acheva avec le Tableau Periodique.

Construction du Tableau Periodique

L'histoire de la maniere dont Mendeleev parvint a la forme finale du Tableau Periodique vers le 1er mars 1869 a acquis un caractere legendaire qui obscurcit partiellement la veritable nature de l'accomplissement. La version la plus romantique de l'histoire, selon laquelle Mendeleev reva le tableau dans son integralite la nuit du 28 fevrier et se reveilla pour l'ecrire, est presque certainement mythifiee. Ce qui n'est pas mythifie, c'est la concentration et l'urgence extraordinaires avec lesquelles Mendeleev travailla pendant les jours critiques de la fin de fevrier et du debut de mars 1869. Il pensait intensement au probleme de la classification des elements depuis des mois, remplissant des carnets de comparaisons et de tableaux, reorganisant les elements de differentes facons et se debattant avec les anomalies qui resistaient a chaque principe organisateur qu'il essayait.

L'idee cle fut que, lorsque les elements etaient disposes par ordre croissant de masse atomique, les proprietes revenaient selon un motif regulier et periodique. Les elements aux proprietes chimiques similaires apparaissaient a intervalles reguliers dans la sequence. Le defi consistait a exprimer cette periodicite dans un tableau a deux dimensions qui afficherait simultanement la sequence par masse atomique et le regroupement par famille chimique.

L'arrangement que Mendeleev adopta fut un tableau dans lequel les elements etaient listes horizontalement par ordre croissant de masse atomique, mais avec une nouvelle ligne commencee chaque fois que les proprietes chimiques se repetaient, de sorte que les elements aux proprietes similaires tombaient dans la meme colonne verticale. C'est essentiellement la structure du tableau periodique moderne, bien que les details different de maniere importante. Deux caracteristiques du tableau de 1869 de Mendeleev le distinguaient des tentatives anterieures de classification des elements moins reussies: sa volonte de laisser des lacunes et de les traiter comme des predictions sur des elements a decouvrir, et sa volonte de passer outre l'ordre par masse atomique dans quelques cas lorsque cela placait un element dans un groupe chimiquement inapproprie.

La Loi Periodique

La Loi Periodique, telle que formulee par Mendeleev, stipule que les proprietes des elements sont une fonction periodique de leurs masses atomiques. Cette affirmation, simple en apparence, contient en elle-meme une quantite enorme d'informations et d'implications. Elle dit, premierement, que les proprietes reviennent, que si l'on rencontre un element avec un certain ensemble de proprietes a un point de la sequence des masses atomiques, on rencontrera des elements aux proprietes similaires a intervalles reguliers plus loin dans la sequence. Elle dit, deuxiemement, que ce retour est conforme a une loi, qu'il n'est pas une coincidence mais une caracteristique structurelle genuineDE de la matiere.

La Loi Periodique telle que formulee par Mendeleev differe d'un aspect important de l'enonce moderne de la loi, qui fait reference au numero atomique plutot qu'a la masse atomique. Le numero atomique, le nombre de protons dans le noyau d'un atome, n'etait pas connu en 1869. Le travail de Henry Moseley en 1913, montrant que les spectres de rayons X des elements etaient determines par le numero atomique plutot que par la masse atomique, clarifa le principe d'ordonnancement correct du tableau et resout les anomalies qui avaient trouble la formulation de Mendeleev. Mais le retour periodique des proprietes demeure, et la structure du tableau que Mendeleev crea demeure essentiellement intacte.

Mendeleev etait profondement conscient que la Loi Periodique n'etait pas simplement un schema de classification mais une declaration sur la structure profonde de la nature. Il insistait pour l'appeler une loi, et non simplement un tableau ou un systeme, precisement parce qu'il croyait qu'elle refletait quelque chose de fondamental sur la constitution de la matiere. Il avait raison, bien que l'explication complete, le compte rendu mecano-quantique de la structure des couches electroniques qui explique pourquoi les elements du meme groupe partagent des proprietes chimiques, ne serait disponible qu'au XXe siecle, des decennies apres sa mort.

Prediction des Elements Non Decouverts

L'aspect le plus dramatique et le plus consequent du travail de Mendeleev fut son utilisation du Tableau Periodique pour predire l'existence et les proprietes d'elements pas encore decouverts. Dans son article de 1871, Mendeleev decrivit en detail trois elements qu'il croyait devoirs exister mais qui n'avaient pas encore ete trouves. Il les designa par le prefixe eka, du mot sanskrit signifiant un, parce que chacun occupait une position un cran en dessous d'un element connu dans le meme groupe. Les trois elements predits etaient l'eka-bore, l'eka-aluminium et l'eka-silicium.

Pour l'eka-aluminium, les predictions de Mendeleev etaient extraordinairement specifiques. Il predit une masse atomique d'environ 68, une densite d'environ 5,9 grammes par centimetre cube, un point de fusion bas et la propriete de former un oxyde de formule Ea2O3. Il predit que l'element serait decouvert par analyse spectroscopique, qu'il se dissoudrait facilement dans les acides et les bases, et qu'il formerait un chlorure de faible densite. Pour l'eka-silicium, il predit une masse atomique d'environ 72, une densite d'environ 5,5 grammes par centimetre cube, un point de fusion eleve et la propriete de former des composes avec l'oxygene et avec les halogenes dans des proportions specifiques.

Ce qui rendait ces predictions particulierement remarquables etait leur specificite quantitative. Mendeleev ne se contentait pas de predire vaguement qu'un element manquant existerait quelque part dans le tableau; il predisait des valeurs numeriques precises pour des proprietes mesurables. C'etait un pari intellectuellement audacieux qui soumettait la theorie a une verification experimentale rigoureuse: soit les decouvertes subsequentes confirmeraient les chiffres, soit elles les infirmeraient. Cette disposition a soumettre la theorie a un test quantitatif strict distinguait l'approche de Mendeleev de celle des scientifiques qui avancaient des propositions suffisamment vagues pour resister a toute refutation. La confiance de Mendeleev dans son systeme etait telle qu'il etait pret a risquer d'etre prouve completement tort par n'importe quel chimiste qui trouverait l'un des elements manquants et mesurerait ses proprietes. Cette confiance fut entierement justifiee par les faits.

Gallium Germanium et Scandium Confirmes

Les confirmations vinrent en trois remarquables episodes s'etendant sur les quinze annees suivant la publication de l'article de 1871, et chacun renforma enormement la position de Mendeleev dans la communaute scientifique internationale.

La premiere confirmation vint en 1875, lorsque le chimiste francais Paul Emile Lecoq de Boisbaudran, travaillant a Paris avec la technique de l'analyse spectrale, decouvrit un nouvel element dans des echantillons de minerai de zinc. Il le nomma gallium, en l'honneur de la France. Lorsque Mendeleev apprit la decouverte, il reconnut immediatement que le gallium etait son eka-aluminium predit. Mais il remarqua que la densite rapportee de 4,7 g/cm3 differait significativement de sa densite predite de 5,9. Il ecrivit directement au chimiste francais en signalant cette divergence. Lecoq de Boisbaudran repeta ses mesures avec un echantillon plus pur et obtint une densite de 5,94 grammes par centimetre cube, presque exactement comme Mendeleev l'avait predit. La confirmation fut complete et dramatique, et crea une sensation dans le monde scientifique europeen.

La deuxieme confirmation vint en 1879, lorsque le chimiste suedois Lars Fredrik Nilson decouvrit dans le mineral euxenite un nouvel element qu'il nomma scandium. Les proprietes du scandium correspondaient dans un detail remarquable aux predictions que Mendeleev avait formulees pour l'eka-bore. La troisieme et, a certains egards, la plus etonnante confirmation vint en 1886, lorsque le chimiste allemand Clemens Winkler, analysant un rare mineral appele argyrodite, isola un nouvel element qu'il nomma germanium, en l'honneur de l'Allemagne. La masse atomique du germanium, sa densite, la formule du dioxyde, la couleur gris-blanc, la resistance aux acides, les proprietes du tetrachlorure et du tetrafluorure, tout concordait avec les predictions vieilles de quatorze ans de Mendeleev dans une mesure qui etonna meme les sceptiques. Winkler declara que la decouverte du germanium etait la confirmation la plus magnifique du Tableau Periodique que l'on put imaginer, et sa declaration refletait l'opinion generale de la communaute chimique internationale. A partir de ce moment, la Loi Periodique cessa d'etre une hypothese interessante et devint un fondement etabli de la science chimique.

Competition Avec Lothar Meyer

La question de la priorite dans la decouverte de la Loi Periodique est compliquee par le fait que le chimiste allemand Julius Lothar Meyer travaillait independamment sur essentiellement le meme probleme pendant la meme periode et parvint a des conclusions tres semblables a celles de Mendeleev. Cette situation de decouverte quasi-simultanee par deux scientifiques travaillant dans des pays differents, sans connaissance l'un de l'autre, etait moins rare au XIXe siecle qu'on ne pourrait le penser: la meme chose s'etait produite avec Darwin et Wallace pour la selection naturelle, et avec Adams et Le Verrier pour la prediction de la position de Neptune. Elle reflete le fait que certaines idees "murissent" dans la communaute scientifique, rendant leur decouverte presque inevitable une fois que les conditions sont reunies. Les differences cles entre Meyer et Mendeleev sont souvent resumees comme suit: Meyer produisit des tableaux de qualite similaire a ceux de Mendeleev mais ne les utilisa pas pour faire des predictions sur les elements non decouverts. Il etait plus prudent dans sa revendication de la periodicite comme loi universelle et plus lent a publier. Mendeleev, en revanche, publia le premier, enonca la Loi Periodique de maniere explicite et audacieuse, et fit les predictions specifiques et quantitatives sur les elements manquants qui furent subsequemment confirmees.

En 1882, la Royal Society de Londres decerna conjointement sa Medaille Davy a Mendeleev et a Meyer en reconnaissance de leur decouverte independante des relations periodiques des elements. Cette attribution conjointe fut largement acceptee comme une resolution raisonnable et genereuse du litige de priorite.

Contributions a la Chimie Physique

Les contributions de Mendeleev a la chimie s'etendirent bien au-dela du Tableau Periodique. L'une de ses contributions les plus significatives fut son travail sur la temperature critique des gaz, ce qu'il appelait le point d'ebullition absolu. Travaillant dans son laboratoire prive de Heidelberg en 1861, Mendeleev observa que chaque liquide possede une temperature au-dessus de laquelle il ne peut exister en tant que liquide, quelle que soit la pression appliquee. Le concept est maintenant connu sous le nom de temperature critique.

Sa these de doctorat, soutenue en 1865, sur les densites specifiques des melanges alcool-eau, fut une contribution significative a la chimie physique des solutions. Mendeleev montra que lorsque l'alcool et l'eau sont melanges, le volume du melange est inferieur a la somme des volumes des composants, et que cette contraction de volume varie systematiquement avec la composition.

Travaux Sur L'industrie Petroliere Russe

L'aspect le plus frappant de la carriere de Mendeleev, en particulier pour ceux qui ne le connaissent que comme le createur du Tableau Periodique, est la profondeur et le serieux de son engagement envers les questions economiques et industrielles pratiques. Le plus soutenu de ces engagements pratiques fut celui avec l'industrie petroliere russe. En 1876, Mendeleev voyagea aux Etats-Unis pour etudier la production de petrole americaine, en particulier les methodes d'extraction et de raffinage employees dans les champs petroliferes de Pennsylvanie. Il revint en Russie avec une connaissance detaillee des methodes techniques qui transformaient l'industrie petroliere americaine.

Il soutint avec force et constance que les enormes ressources petrolieres de la Russie, le bassin de la Caspienne autour de Bakou etant l'un des gisements petroliers les plus riches du monde, devraient etre developpees par la Russie elle-meme en utilisant des capitaux et une expertise domestiques, plutot que d'etre exploitees par des compagnies etrangeres qui en extrairaient les profits avec le petrole.

Il proposa egalement une theorie sur l'origine du petrole qui l'attribuait a des processus chimiques inorganiques. Cette theorie abiogenique de l'origine du petrole etait controversee de son temps et reste une opinion minoritaire parmi les geologues actuels.

Vie Personnelle et Second Mariage

La vie personnelle de Mendeleev fut turbulente d'une maniere qui fit de lui une figure controversee dans la societe russe. Son premier mariage, avec Feozva Nikitichna Leshcheva en 1862, fut un arrangement relativement conventionnel. Le mariage devint progressivement une relation de distance emotionnelle et d'incompatibilite. A la fin des annees 1870, Mendeleev tomba profondement amoureux d'Anna Ivanovna Popova, une jeune artiste. L'attraction etait mutuelle et intense. Mendeleev etait determine a l'epouser, mais Feozva refusa d'accepter le divorce, et l'Eglise Orthodoxe etait profondement reticente a l'accorder.

Mendeleev obtint finalement le divorce de Feozva et epousa Anna en 1882. Cependant, selon le droit de l'Eglise Orthodoxe, une personne qui se remariait dans un certain delai apres le divorce etait consideree comme vivant dans une union bigame. Le pretre qui maria Mendeleev et Anna fut effectivement puni. Le tsar Alexandre III aurait commente, lorsque l'affaire lui fut portee a l'attention, que Mendeleev pouvait avoir deux epouses mais qu'il n'y avait qu'un seul Mendeleev.

Opinions Politiques et Sociales

Les opinions politiques et sociales de Mendeleev etaient celles d'un homme qui combinait un intense patriotisme russe avec un liberalisme reformateur qui le mettait mal a l'aise tant avec le conservatisme extreme de la bureaucratie tsariste qu'avec le revolutionnarisme radical des nihilistes et des premiers socialistes. L'un des episodes les plus dramatiques de son engagement politique survint en 1890, lorsqu'il fut contraint de demissionner de sa chaire a l'Universite de Saint-Petersbourg. La cause immediate fut sa gestion d'une petition etudiante. Mendeleev accepta de transmettre la petition au ministre de l'education, ce qui fut interprete comme un soutien a la position des etudiants. Le ministere refusa de la recevoir. Cet episode fut interprete par l'administration universitaire comme un acte de sympathie envers le mouvement etudiant, et Mendeleev fut effectivement presse de demissionner de sa chaire.

Prive du Prix Nobel

La question de la raison pour laquelle Dmitri Mendeleev ne recut jamais le Prix Nobel de Chimie est l'une des histoires les plus troublantes de l'histoire de la science. Le Prix Nobel de Chimie fut cree en 1901. Mendeleev vcut jusqu'en 1907, donnant au Comite Nobel de Chimie six occasions de reconnaitre le createur du Tableau Periodique. Il fut nomme a plusieurs reprises. Il manqua d'une seule voix le prix de 1906. Pourtant, il mourut en 1907 sans avoir recu l'honneur que virtually toute la communaute scientifique internationale estimait lui revenir.

Le principal obstacle au Prix Nobel de Mendeleev fut l'opposition de Svante Arrhenius, le chimiste suedois qui avait remporte le Prix Nobel de Chimie en 1903 pour sa theorie de la dissociation electrolytique. Arrhenius faisait partie du Comite Nobel de Chimie et exer cait une enorme influence sur ses deliberations. Son opposition a Mendeleev n'etait pas principalement scientifique mais personnelle et institutionnelle. Mendeleev avait publiquement critique la theorie de la dissociation electrolytique d'Arrhenius, arguant que ses premisses fondamentales etaient incompatibles avec les preuves experimentales sur les solutions que Mendeleev lui-meme avait accumulees au cours de decennies de recherche.

En 1906, le comite vota en faveur de l'attribution du prix a Mendeleev, mais la question fut renvoyee a la pleiniere de l'Academie Royale Suedoise des Sciences, qui renversa la recommandation du comite et attribua le prix a Henri Moissan a la place. Mendeleev mourut en fevrier 1907, le rendant definitivement ineligible pour le prix. Le manquement du comite Nobel a reconnaitre Mendeleev reste une source d'embarras pour l'institution Nobel et pour les historiens des sciences.

Mort et Heritage

Lors de ses dernieres annees, Mendeleev etait une figure legendaire dans la science russe et mondiale. Il continua a travailler au Bureau des Poids et Mesures jusqu'a la soixantaine, et continua a ecrire et a reflechir sur la chimie, l'economie et la politique sociale jusqu'a peu avant sa mort. Sa sante, qui avait ete incertaine depuis les problemes pulmonaires de ses jours d'etudiant, declina au cours de l'hiver 1906-1907. Il mourut le 20 janvier 1907 d'une pneumonie, a Saint-Petersbourg. Il avait soixante-douze ans.

Ses funerailles attirerent d'immenses foules a Saint-Petersbourg. Etudiants, collegues et citoyens ordinaires se deplacerent pour rendre hommage a l'homme qui avait fait plus que tout autre scientifique russe pour inscrire la Russie sur la carte scientifique internationale. Un cortege d'etudiants universitaires porta une grande copie du Tableau Periodique a la tete du cortege funebre, un geste qui captura parfaitement la nature de son accomplissement et l'affection dans laquelle il etait tenu.

L'heritage du Tableau Periodique dans les decennies suivant la mort de Mendeleev fut celui d'une confirmation et d'un enrichissement continus. Le modele quantique de l'atome de Bohr, propose en 1913, montra que les electrons autour du noyau occupent des niveaux d'energie specifiques, et que les proprietes chimiques d'un element sont determinees par le nombre et la disposition des electrons dans sa couche la plus externe. Le traitement mecano-quantique de la structure des couches electroniques, developpe dans les annees 1920 par Schrodinger, Heisenberg et d'autres, fournit le compte rendu mathematique complet de la raison pour laquelle la periodicite existe et de ce qui determine le motif specifique du tableau.

Element 101 Mendelevium

En 1955, une equipe de scientifiques americains au Laboratoire National Lawrence Berkeley en Californie synthetisa un nouvel element en bombardant de l'einsteinium-253 avec des noyaux d'helium dans un accelerateur nucleaire. L'element qu'ils produis irent avait le numero atomique 101. Pour choisir un nom pour le nouvel element, les decouvreurs, dont Albert Ghiorso, Bernard Harvey, Gregory Choppin, Stanley Thompson et Glenn Seaborg, choisirent d'honorer l'homme qui avait cree le Tableau Periodique. Ils nommerent l'element 101 mendelevium, symbole Md, en l'honneur de Dmitri Mendeleev. Le choix fut universellement salue. Le mendelevium est un element radioactif synthetique sans isotopes stables. Son isotope connu le plus stable, le mendelevium-258, a une demi-vie d'environ 51,5 jours.

Conclusion

Dmitri Mendeleev fut un homme d'une intelligence extraordinaire, d'une determination formidable et d'un profond engagement envers le bien-etre de son pays et de sa science. Ne dans l'eloignement de la Siberie au sein d'une famille de moyens modestes, il s'eleva a travers le systeme educatif russe pour devenir le scientifique le plus celebre que son pays eut jamais produit, et son oeuvre transforma le paysage fondamental de la chimie pour toujours. Le Tableau Periodique n'est pas simplement un outil d'organisation utile; c'est une fenetre sur la structure profonde de la matiere, une revelation du fait que les constituants elementaires du monde physique ne sont pas arbitraires mais ordonnes selon des principes qui peuvent etre decouverts, enonces comme loi et utilises pour faire des predictions sur l'inconnu.

L'histoire de la vie de Mendeleev est aussi l'histoire de la facon dont la science avance reellement, non pas uniquement par l'inspiration soudaine, mais par l'engagement soutenu envers un probleme difficile, par la maitrise de la litterature pertinente, par le travail experimental minutieux, par le courage intellectuel d'enoncer des idees impopulaires ou non prouvees, et par la volonte de mettre sa theorie a l'epreuve en faisant des predictions qui peuvent etre verifiees. Les predictions sur l'eka-bore, l'eka-aluminium et l'eka-silicium furent le test critique de la Loi Periodique, et leur confirmation entre 1875 et 1886 fut l'un des episodes les plus dramatiques de toute l'histoire de la chimie.

Mendeleev etait egalement un scientifique dont l'engagement envers le monde s'etendait bien au-dela du laboratoire. Ses travaux sur le petrole, son plaidoyer pour le developpement industriel russe, ses efforts pour reformer l'education russe, son service au Bureau des Poids et Mesures, toutes ces activites refletaient la conviction que la science n'etait pas une entreprise privee menee isolement de la societe mais une demarche sociale ayant des obligations envers le bien-etre pratique des gens ordinaires.

Le Tableau Periodique d'aujourd'hui, elargi et approfondi par un siecle et demi de progres scientifique, porte encore la structure essentielle que Mendeleev lui donna en 1869 et 1871. Ses lignes et ses colonnes, ses groupes et ses periodes, son elegante demonstration de la periodicite, tout cela reflete la vision de l'homme de Tobolsk qui vit que la diversite de la matiere etait sous-tendue par un motif ordonne, qui eut le courage d'enoncer ce motif comme une loi, et qui eut le genie d'utiliser cette loi pour predire ce qui se trouvait au-dela de l'horizon du savoir contemporain. Dans la galerie des plus grandes realisations de la science, le Tableau Periodique occupe une place qui ne sera pas delogee.

Mendeleev et la Societe Chimique Russe

Le role de Mendeleev dans la fondation et le developpement de la Societe Chimique Russe merite plus d'attention qu'il n'en recoit generalement dans les recits de sa carriere centres exclusivement sur le Tableau Periodique. La Societe Chimique Russe, etablie en 1868 comme une branche de la Societe Physico-Technique Russe, fut la premiere organisation professionnelle de chimistes en Russie, et sa creation fut elle-meme une realisation significative qui transforma le paysage institutionnel de la science russe.

Avant l'existence de la Societe Chimique Russe, les chimistes russes travaillaient dans un isolement relatif les uns par rapport aux autres, disperses dans differentes universites et instituts techniques sans aucun mecanisme formel pour partager les resultats, debattre des interpretations ou presenter de nouveaux travaux devant un public national. La fondation de la societe changea radicalement cette situation. Elle offrit un forum regulier, des reunions mensuelles pendant l'annee academique, avec des actes publies dans le Journal de la Societe Chimique Russe, ou les chimistes de tout le pays pouvaient communiquer, et elle crea l'infrastructure sociale et professionnelle qu'une discipline scientifique en maturation requiert.

Mendeleev fut l'un des membres fondateurs les plus actifs de la societe. Il en fut le president a plusieurs reprises et utilisa les reunions et le journal de la societe comme principal lieu pour annoncer ses resultats les plus importants. L'article dans lequel il annonga pour la premiere fois publiquement la Loi Periodique, le 6 mars 1869, fut presente a la Societe Chimique Russe, bien que, comme note precedemment, il ait ete lu par Nikolai Menshutkin en l'absence de Mendeleev. Le journal de la societe publia ses elaborations subsequentes de la Loi Periodique, y compris l'article complet de 1871 dans lequel il fournissait les predictions detaillees pour l'eka-bore, l'eka-aluminium et l'eka-silicium.

La Societe Chimique Russe servit egalement de vehicule aux ambitions plus larges de Mendeleev pour la chimie russe. Il croyait que la science russe etait capable de contribuer a la chimie de la plus haute qualite internationale, et il utilisa la plateforme de la societe pour plaider en faveur des ressources, des normes educatives et de l'infrastructure professionnelle qui permettraient aux chimistes russes de concurrencer a armes egales leurs homologues en Allemagne, en Grande-Bretagne et en France.

Mendeleev Comme Intellectuel Public

Dans la Russie de la fin du XIXe siecle, ou les frontieres entre la science, la philosophie et la pensee sociale etaient moins rigidement gardees qu'elles ne le deviendraient au XXe siecle, Mendeleev etait plus qu'un scientifique. Il etait un intellectuel public qui offrait des opinions sur des questions bien au-dela de son expertise technique, et dont les vues etaient prises au serieux precisement en raison de l'autorite que son accomplissement scientifique lui conferait.

Son livre Vers une Connaissance de la Russie, publie en 1906, etait une meditation de grande portee sur la societe, l'economie et la culture russes, nourrie par ses decennies d'experience comme conseiller scientifique de l'industrie et du gouvernement. Il y plaida pour une forme de developpement rationnel fonde sur la science qui eleverait le niveau de vie materiel du peuple russe par l'industrialisation, l'education et l'application systematique des connaissances scientifiques aux problemes economiques. Il etait profondement preoccupe par le bien-etre de la paysannerie, qui constituait encore l'ecrasante majorite de la population russe, mais il croyait que son bien-etre serait mieux servi non par une redistribution radicale des terres mais par un developpement industriel creant des emplois et elevant les revenus dans toute l'economie.

Ses ecrits sur la politique economique, en particulier sur la politique tarifaire et le developpement de l'industrie russe, furent pris au serieux par les ministres du gouvernement et furent credites d'avoir influence des decisions politiques specifiques. Il fut membre de commissions gouvernementales sur la reforme tarifaire et sur le developpement des ressources en charbon et en petrole, et son expertise technique combinee a son prestige national lui conferait une influence dans ces cadres qui allait bien au-dela du role d'un expert purement scientifique.

Le Legs Ecrit de Mendeleev

Au-dela des Principes de la Chimie et des articles sur la Loi Periodique, Mendeleev fut un auteur prolifique dont la production ecrite couvrait une gamme enorme de sujets. Ses oeuvres completes, publiees a titre posthume, comprennent de nombreux volumes et englobent des articles scientifiques, des rapports techniques, des memorandums gouvernementaux, des essais publics et de la correspondance personnelle.

Ses articles scientifiques allaient des premiers travaux experimentaux sur la tension superficielle et la capillarite a de tardifs essais speculatifs sur la nature de l'ether et l'existence possible d'elements plus legers que l'hydrogene. Ses rapports techniques sur le petrole, le charbon, le fer et d'autres sujets industriels etaient detailles et pratiquement orientes, adresses a des fonctionnaires gouvernementaux et des industriels qui avaient besoin d'une orientation specifique plutot que d'une discussion theorique. Ses essais publics sur l'education, le developpement economique et le progres social etaient rediges pour un public cultive general et refletaient sa conviction que les scientifiques avaient l'obligation de participer au debat public et d'apporter le raisonnement scientifique aux questions sociales.

La correspondance personnelle qui a survecu offre une fenetre fascinante sur les dimensions privees de la vie scientifique de Mendeleev, ses reactions aux decouvertes des autres, ses reflexions sur les problemes auxquels il travaillait, ses evaluations de collegues et de rivaux, et ses moments de doute et de frustration autant que de confiance et de triomphe.

Mendeleev et la Decouverte des Gaz Nobles

L'un des defis les plus significatifs pour le Tableau Periodique survint dans les annees 1890, lorsque William Ramsay et Lord Rayleigh decouvrirent une serie d'elements entierement nouveaux, les gaz nobles, dont l'existence n'avait pas ete prevue et dont l'inertie chimique semblait les distinguer de tous les autres elements. La decouverte commenca avec l'argon, annonce en 1894, qui se trouva dans l'atmosphere comme un composant distinct de l'azote remarquable pour son refus complet de former des composes chimiques. Au cours des annees suivantes, Ramsay isola l'helium des mineraux d'uranium, puis decouvrit le neon, le krypton et le xenon dans l'air liquide.

Ces decouvertes presenter ent Mendeleev avec un veritable defi. Les gaz nobles n'avaient pas de place dans le Tableau Periodique tel qu'il l'avait construit. Mendeleev resista initialement, exprimant des doutes quant aux preuves de l'inertie chimique des gaz nobles et suggerant que ce que Ramsay et Rayleigh avaient trouve pouvait ne pas etre un nouvel element mais un allotrope du l'azote precedemment non reconnu.

Lorsque les preuves devinrent accablantes que les gaz nobles etaient bien des elements distincts, Mendeleev choisit d'etendre le tableau en proposant l'ajout d'un Groupe Zero, une nouvelle colonne placee entre les halogenes et les metaux alcalins, pour accueillir les gaz nobles. Ce fut une solution elegante qui ne necessitait qu'une modification modeste de la structure du tableau tout en preservant toutes ses caracteristiques essentielles.

Le Mythe de Mendeleev et la Realite

Au fil du siecle et plus ecoulé depuis sa mort, Mendeleev est devenu en quelque sorte une figure mythique, particulierement en Russie, ou il est celebre non seulement comme un grand scientifique mais comme un heros culturel. Comme tous les mythes, le mythe de Mendeleev contient un melange de verite et d'embellissement.

L'element le plus celebre du mythe est le reve. Selon l'histoire, Mendeleev travailla pendant trois jours et trois nuits sans dormir au probleme de la classification des elements, et finalement s'endormit a son bureau, apres quoi il reva le Tableau Periodique dans sa forme complete, se reveilla et l'ecrivit de memoire. Cette histoire est presque certainement embellie et peut-etre en grande partie apocryphe.

Ce qui n'est pas mythifie, c'est la concentration et l'urgence extraordinaires avec lesquelles Mendeleev travailla pendant les jours critiques. La veritable histoire du Tableau Periodique est, sinon, encore plus impressionnante que le mythe. Elle fut le produit non pas d'une seule nuit de reve mais d'annees de lecture, d'experimentation et de reflexion. Elle requit la maitrise de la litterature chimique d'une epoque entiere, la familiarite avec les proprietes de plus de soixante substances distinctes, et le cadre intellectuel fourni par la resolution par le Congres de Karlsruhe du probleme des masses atomiques. Elle requit le courage de laisser des lacunes et de predire leurs proprietes en termes numeriques specifiques.

Mendeleev Dans le Contexte Mondial

Pour apprecier pleinement l'importance de l'accomplissement de Mendeleev, il convient de placer le Tableau Periodique dans le contexte plus large de la science du XIXe siecle. Le XIXe siecle fut une ere d'extraordinaire productivite scientifique, une periode dans laquelle les fondements de la physique, de la chimie, de la biologie et de la geologie modernes furent poses. Darwin publia L'Origine des Especes en 1859. Maxwell formula la theorie de l'electromagnetisme dans les annees 1860. Helmholtz, Clausius et Kelvin developperent la thermodynamique. Pasteur etablit la theorie microbienne des maladies.

Ce qui distingue le Tableau Periodique de la plupart des autres grandes realisations scientifiques de l'epoque est sa combinaison d'ampleur empirique et de profondeur theorique. Mendeleev ne travaillait pas avec une nouvelle technique experimentale puissante qui ouvrait un nouveau domaine d'observation. Il ne developpait pas une theorie mathematique qui unifiait des phenomenes prealablement deconnectes. Il faisait quelque chose de plus humble mais, d'une certaine maniere, de plus fondamental: il regardait le catalogue complet des substances chimiques connues et se demandait si elles formaient un motif. Et elles en formaient un.

Le Tableau Periodique eut egalement un impact pratique immediat que peu de decouvertes purement theoriques ont eu. Des les premieres annees suivant sa publication, il etait deja utilise par les chimistes pour guider la recherche de nouveaux elements, pour predire les proprietes de composes pas encore synthetises, et pour organiser l'enseignement de la chimie a tous les niveaux.

Les Contemporains de Mendeleev Dans la Science Russe

Pour comprendre pleinement l'ampleur de l'accomplissement de Mendeleev, il est utile d'examiner le contexte de la science russe dans la seconde moitie du XIXe siecle. La Russie n'etait pas une puissance scientifique de premier plan a cette epoque; le pays etait encore en train de construire les institutions, les laboratoires et les traditions de formation qui avaient fait de l'Allemagne, de la Grande-Bretagne et de la France les leaders de la science mondiale. Dans ce contexte, l'accomplissement de Mendeleev fut d'autant plus extraordinaire. Il travaillait dans des conditions qui, a bien des egards, etaient inferieures a celles des scientifiques allemands ou britanniques de sa generation. Ses collegues dans les principales universites allemandes avaient acces a des laboratoires mieux equipes, a des financements plus importants pour la recherche et a une tradition plus ancienne de travail scientifique de haute qualite.

Parmi les autres grands scientifiques russes de la generation de Mendeleev, on peut mentionner Alexandre Boutlerov, qui apporta des contributions fondamentales a la chimie de la structure organique, et Nikolai Zinin, qui realisa des travaux pionniers en synthese de chimie organique. Ces scientifiques, avec Mendeleev, formerent une generation qui eleva considerablement la science russe et demontra que la Russie etait capable de contributions de premier plan a la recherche scientifique internationale.

L'impact Sur L'enseignement de la Chimie Dans le Monde

L'un des legs les moins discutes mais les plus profonds de Mendeleev est son impact sur la facon dont la chimie est enseignee dans le monde entier. Le Tableau Periodique n'est pas seulement un instrument de recherche; c'est l'outil pedagogique central de la chimie, le cadre qui organise toutes les connaissances chimiques dans une forme qui peut etre apprise et comprise par des etudiants de tous les niveaux.

Avant le Tableau Periodique, l'enseignement de la chimie etait necessairement fragmentaire. Les etudiants apprenaient le comportement d'elements individuels et de familles d'elements de maniere plus ou moins independante, sans aucune structure unificatrice reliant une famille a une autre ou fournissant des principes pour predire les proprietes d'elements inconnus. Le Tableau Periodique changea radicalement cela. Avec le tableau, les etudiants pouvaient apprendre les motifs une fois puis les appliquer a travers toute la chimie: s'ils comprenaient le sodium, ils comprenaient en partie le lithium, le potassium, le rubidium et le cesium. S'ils comprenaient le chlore, ils comprenaient en partie le fluor, le brome et l'iode.

Cette capacite a organiser la connaissance chimique en motifs comprehensibles transforma l'enseignement de la chimie et la rendit accessible a un public beaucoup plus large que celui des chimistes professionnels. La chimie devint une matiere pouvant etre enseignee efficacement dans les lycees, et le Tableau Periodique colore devint l'un des ornements les plus universellement reconnaissables des salles de classe de sciences dans le monde entier.

Les Annees Au Service du Gouvernement Russe

En plus de ses fonctions de directeur du Bureau des Poids et Mesures, Mendeleev servit le gouvernement russe en diverses capacites au cours des deux dernieres decennies de sa vie. Il fut membre de nombreuses commissions gouvernementales etudiant des problemes economiques et techniques d'importance nationale, et sa combinaison d'une profonde connaissance technique et d'une vision economique large en fit un conseiller precieux dans un large eventail de contextes.

Il participa activement aux debats sur la politique tarifaire qui etaient au coeur de la vie economique russe dans les annees 1880, et ses arguments en faveur du protectionnisme industriel furent influents dans la formation de la politique economique russe. Il fut egalement appele a donner des conseils sur des questions militaires, en particulier sur la production de poudre a canon et d'explosifs, sujets qui revatirent une importance particuliere dans le contexte des tensions internationales de la fin du XIXe siecle.

Ces engagements au service du gouvernement n'etaient pas pour Mendeleev une distraction de son veritable travail scientifique mais une expression de sa conviction que la science etait au service de la societe. Il croyait que les scientifiques avaient l'obligation de mettre leur connaissance au service des besoins pratiques du pays, et il s'acquitta de cette obligation avec le meme serieux qu'il apportait aux problemes scientifiques purement theoriques.

La Conception de Mendeleev de la Nature de la Matiere

L'une des questions philosophiques qui preoccupeT le plus Mendeleev tout au long de sa carriere fut la question fondamentale sur la nature ultime de la matiere: si les atomes etaient veritablement les constituants ultimes indivisibles de la matiere, ou s'il y avait quelque chose de plus profond qui les sous-tendait et expliquait leurs proprietes. La periodicite qu'il avait decouverte le convainquait qu'il ne pouvait y avoir rien d'arbitraire dans les proprietes des elements, que ces proprietes devaient avoir une explication plus profonde que la simple enumeration de ce qui avait ete mesure empiriquement.

Dans ses dernieres annees, Mendeleev specula extensivement sur l'existence possible d'elements plus legers que l'hydrogene, qui etait l'element le plus leger connu. Il proposa l'existence de deux tels elements supplementaires: le newtonium, qu'il nomma en l'honneur d'Isaac Newton, et le coronium, nomme d'apres les raies spectrales observees dans la couronne solaire lors des eclipses. Ces propositions s'avererent incorrectes. Mais la speculation de Mendeleev sur ces possibles elements supplementaires illustre quelque chose d'important sur sa mentalite scientifique: il cherchait constamment a aller au-dela du connu, a utiliser les principes qu'il avait decouverts pour explorer ce qui pouvait se trouver au-dela.

L'heritage de Mendeleev Dans la Russie Moderne et Dans le Monde

Dans la Russie du XXIe siecle, Mendeleev reste une figure d'une enormous importance culturelle et symbolique. Son image orne des billets de banque, des timbres-poste et des monuments publics. Son nom est applique a des universites, des rues, des parcs et des navires. L'Universite Technique Chimique de Moscou, l'une des institutions d'enseignement chimique les plus importantes de Russie, porte son nom. La Societe Chimique de Russie se nomme aujourd'hui Societe Chimique D.I. Mendeleev, hommage direct au role qu'il joua dans la fondation de son predecesseur en 1868.

Cette continuite dans la reconnaissance, a travers les changements politiques, sociaux et economiques enormes que la Russie a connus depuis la mort de Mendeleev, est en elle-meme une mesure de la profondeur de son influence sur la culture russe. Contrairement a de nombreuses figures historiques dont l'heritage est reinterprete ou nie avec chaque changement de regime, Mendeleev a ete uniformement celebre par tous les gouvernements russes du XXe et du XXIe siecle.

A l'echelle internationale, l'Annee Internationale du Tableau Periodique, designee par les Nations Unies pour 2019 pour marquer le cent cinquantieme anniversaire de la decouverte de Mendeleev, fut celebree par des institutions scientifiques de pratiquement tous les pays du monde. Des conferences, des expositions, des programmes educatifs et des evenements publics sur cinq continents honorerent la contribution de l'homme de Tobolsk qui vit, dans la diversite des substances chimiques, les contours d'un ordre sous-jacent.

La table periodique est aujourd'hui l'outil scientifique le plus universellement reconnu: elle apparait dans les salles de classe du monde entier. Chaque element decouvert a l'avenir prendra sa place dans la structure que Mendeleev crea. Chaque nouvelle application que les chimistes developperont, qu'il s'agisse d'un nouveau medicament, d'un nouveau materiau ou d'une nouvelle source d'energie, trouvera sa guidance dans les relations periodiques que Mendeleev documenta. L'element 101, le mendelevium, est l'hommage permanent de la communaute scientifique a l'homme qui transforma notre comprehension de la matiere pour toujours. Ses contributions a la chimie, a l'education, a l'industrie russe et a la pensee scientifique en general le placent parmi les plus grands penseurs que le monde ait produits.

La Philosophie Scientifique de Mendeleev

Sous-jacente a toutes les contributions specifiques de Mendeleev a la chimie se trouvait un ensemble d'engagements philosophiques sur la nature de la science et la conduite appropriee de la recherche scientifique qui merited'etre examines pour eux-memes, car ils fagonnerent tout ce qu'il fit.

Le plus fondamental de ces engagements etait la croyance en la realite de la loi naturelle, la conviction que la nature operait selon des principes invariants, universels et decouvrable s par la raison humaine travaillant avec les preuves experimentales. Il etait egalement engage dans ce qu'on pourrait appeler une philosophie de la prediction scientifique. Pour Mendeleev, une theorie scientifique qui ne pouvait rendre compte que de ce qui etait deja connu valait beaucoup moins qu'une theorie qui pouvait predire ce qui n'etait pas encore connu. Le pouvoir predictif du Tableau Periodique etait, a ses yeux, la preuve decisive de sa validite.

Cette conviction s'avera correcte dans le sens le plus profond: la physique moderne, avec son elabore appareil de predictions theoriques verifiees par l'experience, suit exactement le modele epistemologique que Mendeleev esquissa dans son utilisation du Tableau Periodique. Les particules subatomiques, les etats exotiques de la matiere, les proprietes des materiaux a des temperatures et pressions extremes, toutes ces entites et proprietes sont predites par les theories actuelles puis recherchees par les experimentateurs, exactement comme Mendeleev predit le gallium et le germanium et des chimistes experimentaux les trouverent ensuite.

Reconnaissance Internationale et Voyages

Les decennies suivant la confirmation de ses trois elements predits apporterent a Mendeleev une celebrite internationale qui etait remarquable selon tout standard de la vie scientifique du XIXe siecle. Il etait non seulement reconnu comme un contributeur important a la chimie; il etait celebre comme l'auteur d'une decouverte qui avait transforme toute la discipline.

En 1889, Mendeleev fut invite a donner la Conference Faraday a la Royal Institution de Londres, l'une des plateformes les plus prestigieuses de la science mondiale. Il prononca sa conference en juin 1889 devant un public comprenant bon nombre des principaux chimistes et physiciens de l'etablissement scientifique britannique. La Conference Faraday fut un triomphe, et Mendeleev recut un titre honorifique de l'Universite d'Oxford lors de la meme visite.

Il fut elu membre honoraire ou correspondant d'academies scientifiques a travers l'Europe, y compris la Royal Society de Londres, l'Academie Francaise des Sciences, l'Academie Royale Suedoise des Sciences et bien d'autres. La principale exception fut l'Academie Imperiale des Sciences de Saint-Petersbourg, qui refusa de l'elire membre a part entiere, omission qui fut largement notee et generalement attribuee a une combinaison de facteurs politiques et d'antipathie personnelle de certains membres influents de l'academie.

Le Bureau des Poids et Mesures

Apres son depart force de l'Universite de Saint-Petersbourg en 1890, Mendeleev passa trois ans dans une position professionnelle quelque peu incertaine avant d'etre nomme en 1893 directeur du Bureau des Poids et Mesures nouvellement reorganise. Ce poste, qu'il occupa jusqu'a sa mort en 1907, lui convenait a plusieurs egards importants. Il lui permettait d'appliquer une expertise scientifique a un probleme d'importance pratique directe, la normalisation et la precision de la mesure, et il le connectait au mouvement international plus large pour rationaliser et unifier les systemes de mesure.

Mendeleev se consacra au travail du bureau avec son energie et sa minutie caracteristiques. Il supervisa l'adoption du systeme metrique comme systeme officiel de mesure pour la science et le commerce russes, une reforme qui avait ete resistee pendant des decennies par des elements conservateurs du gouvernement et de la societe mais que Mendeleev fit adopter avec l'argument irrefutable du point de vue scientifique que la competitivite scientifique et industrielle de la Russie dependait de disposer de normes de mesure compatibles avec celles du reste du monde developpe.

Les Elements de L'ere de Mendeleev

Pour comprendre ce qu'accomplit Mendeleev, il est utile d'avoir une idee de l'etat des connaissances chimiques en 1869. En 1869, les chimistes avaient identifie environ soixante-trois elements avec des degres variables de certitude. Les masses atomiques de ces elements avaient ete determinees avec des degres variables de precision. Pour certains elements, les mesures etaient incertaines, incoherentes entre differents laboratoires, ou tout simplement erronees. La confusion sur les masses atomiques qui avait incite au Congres de Karlsruhe de 1860 avait ete partiellement resolue par l'approche de Cannizzaro, mais les valeurs utilisees en 1869 etaient dans certains cas significativement differentes des valeurs modernes.

Mendeleev etait particulierement habile a reconnaitre quand un resultat apparemment anormal, un element qui semblait mal s'inserer dans le motif periodique, refletait plus probablement une erreur dans les donnees publiees qu'une exception genuineDE a la Loi Periodique. Dans plusieurs cas, des elements se virent attribuer des masses atomiques dans la litterature existante qui les placaient dans des positions chimiquement inappropriees dans le tableau. Mendeleev les deplace a ce que le motif periodique indiquait comme leur position appropriee, predisant que les mesures de masse atomique se revelleraient finalement inexactes. Dans la plupart de ces cas, des mesures ulterieures plus precises confirmerent son jugement.

Le Tableau Periodique Au Xxie Siecle

Au debut du XXIe siecle, plus d'un siecle et demi apres que Mendeleev eut presente pour la premiere fois la Loi Periodique a la Societe Chimique Russe, son tableau continue d'etre non pas simplement un artefact historique mais un outil scientifique vivant utilise activement dans la recherche, l'enseignement et l'industrie dans tous les pays du monde.

La table est utilisee de facons que Mendeleev ne pouvait pas anticiper. Les physiciens nucleaires qui travaillent aux limites du tableau, synthetisant des elements avec des numeros atomiques superieurs a 100 dans des accelerateurs d'ions lourds, utilisent les relations periodiques pour predire quelles devraient etre les proprietes chimiques des elements nouvellement crees. Les chimistes concevant de nouveaux medicaments, de nouveaux materiaux et de nouveaux catalyseurs s'appuient sur les groupements periodiques des elements pour guider leur selection des substances a etudier. Les astronomes analysant les spectres de lumiere des etoiles et des galaxies lointaines utilisent le tableau periodique pour identifier quels elements sont presents dans des objets cosmiques que nul etre humain ne visitera jamais.

Le tableau a egalement ete elargi et approfondi par le developpement de la chimie computationnelle, l'utilisation de calculs mecano-quantiques pour predire les proprietes des atomes et des molecules a partir des premiers principes. Ces calculs peuvent maintenant reproduire la structure periodique du tableau a partir de premisses theoriques pures, derivant le retour periodique des proprietes chimiques des solutions mathematiques de l'equation de Schrodinger sans reference a des mesures experimentales. Cette derivation theorique du Tableau Periodique represente la validation la plus profonde de la decouverte empirique de Mendeleev.

Dmitri Ivanovitch Mendeleev, ne en Siberie en 1834 et eduque envers et contre tout a Saint-Petersbourg et a Heidelberg, passa sa carriere scientifique a poursuivre une vision de la chimie comme systeme ordonne gouverne par des lois decouvrables. Il trouva cet ordre dans les relations periodiques des elements, l'enonca comme une loi, l'utilisa pour predire l'inconnu, et fut confirme par l'experience d'une maniere qui transforma la chimie de facon permanente et irreversible. Le Tableau Periodique qui porte l'empreinte de son genie n'est pas un monument au passe; c'est un outil de travail du present et un guide pour l'avenir, indiquant encore aux scientifiques ce a quoi s'attendre lorsqu'ils s'aventurent dans les regions inexpiorees de la matiere et de l'energie qui se trouvent au-dela des frontieres du savoir actuel.

Sources

www.countryreports.org — CountryReports.org, Ressources sur les Personnages Celebres et l'Histoire de la Science

rsc.org — Royal Society of Chemistry, Histoire du Tableau Periodique, disponible sur www.rsc.org

iupac.org — Union Internationale de Chimie Pure et Appliquee, Notes Historiques sur Mendeleev et le Systeme Periodique

loc.gov — Bibliotheque du Congres, Ressources Science et Technologie, Mendeleev et la Chimie du XIXe Siecle

acs.org — American Chemical Society, Mendeleev et la Loi Periodique: Perspectives Historiques

nobelprize.org — Organisation du Prix Nobel, Histoire du Prix Nobel de Chimie et Deliberations de 1906

spbu.ru — Universite d'Etat de Saint-Petersbourg, Histoire du Departement de Chimie: Mendeleev comme Professeur

lbl.gov — Laboratoire National Lawrence Berkeley, Decouverte et Attribution du Nom de l'Element 101 Mendelevium

ras.ru — Academie des Sciences de Russie, Dmitri Ivanovitch Mendeleev: Heritage et Contributions Scientifiques

Mendeleev et la Theorie des Solutions

L'un des domaines dans lesquels Mendeleev apporta des contributions experimentales et theoriques importantes, souvent eclipsees par la gloire du Tableau Periodique, fut la theorie des solutions. Sa these de doctorat de 1865, portant sur les proprietes des melanges alcool-eau, etait en elle-meme un travail substantiel qui engageait serieusement la question de savoir si les solutions etaient des composes chimiques ou simplement des melanges physiques, une question ayant des implications theoriques significatives pour la comprehension de l'interaction moleculaire.

Mendeleev montra, par des mesures precises de la densite des melanges alcool-eau en fonction de leur composition, que lorsque l'alcool et l'eau sont melanges, le volume du melange est inferieur a la somme des volumes des composants, et que cette contraction de volume varie systematiquement avec la composition. Il interpreta cela comme une preuve de combinaison chimique a des concentrations specifiques, la formation d'hydrates d'alcool, une interpretation controversee mais qui attirait l'attention sur des caracteristiques structurelles importantes des liquides melanges.

Cette problematique des solutions etait intimement liee a ses controverses ulterieures avec Arrhenius sur la theorie de la dissociation electrolytique. Mendeleev avait accumule, a travers des annees de travail experimental sur les solutions, une vision de leur comportement qui l'amenait a douter des fondements de la theorie d'Arrhenius. Sa resistance a la theorie d'Arrhenius n'etait pas simplement une question de temperament conservateur; elle etait nourrie par des donnees experimentales qu'il estimait en contradiction avec les predictions de la theorie d'Arrhenius.

En fin de compte, il s'avera que la theorie d'Arrhenius etait essentiellement correcte dans ses grandes lignes, bien que Mendeleev ait eu raison de souligner que certains aspects du comportement des solutions ne pouvaient pas etre adéquatement decrits par la theorie simple de la dissociation electrolytique. Les interactions specifiques entre les solutes et les solvants, que Mendeleev cherchait a capturer avec ses concepts d'hydrates, sont aujourd'hui reconnues comme des phenomenes reels et importants dans la chimie des solutions, meme si elles ne contredisent pas le fondement de la theorie de la dissociation d'Arrhenius.

Les Gouttelettes et les Tensions Superficielles

Le travail de Mendeleev a Heidelberg sur la tension superficielle et la capillarite des liquides constitua l'une de ses premieres contributions scientifiques independantes et significatives. Ces recherches, menees dans son laboratoire prive de Heidelberg entre 1859 et 1861, exploraienT la relation entre les proprietes physiques des liquides, en particulier leur tension superficielle et leur comportement capillaire, et leur constitution chimique.

La tension superficielle est la propriete d'un liquide qui le fait se comporter comme s'il ete couvert d'une pellicule elastique a sa surface, permettant a des insectes legers de marcher sur l'eau et causant la montee de liquides dans des tubes capillaires fins. Mendeleev s'interessa a la question de savoir si la tension superficielle et d'autres proprietes physiques des liquides etaient systematiquement liees a leurs masses moleculaires et a leurs formules chimiques.

Ses recherches l'amenerent a la concept du "point d'ebullition absolu", qu'il decrivit dans un article publie en 1861: chaque liquide a une temperature au-dessus de laquelle il ne peut exister comme liquide, quelle que soit la pression exercee. Ce concept est maintenant appele temperature critique. Mendeleev fut l'un des premiers scientifiques a formuler clairement ce concept, bien que l'Irlandais Thomas Andrews, qui travaillait independamment, en recut une plus large reconnaissance dans les histoires occidentales de la science pour ses publications sur le meme sujet quelques annees plus tard.

La Cooperation Scientifique Internationale Au Xixe Siecle

La decouverte de Mendeleev fut possible en partie grace au reseau croissant de cooperation scientifique internationale qui se developpait en Europe au XIXe siecle. Ce reseau etait constitue de congres scientifiques, comme le Congres de Karlsruhe, de revues scientifiques traduites dans plusieurs langues, de bourses permettant aux scientifiques de travailler dans des laboratoires etrangers, et de societes savantes maintenant des correspondances transnationales.

Mendeleev lui-meme etait un participant actif de ce reseau international. Son sejour a Heidelberg lui avait donne des connexions personnelles avec les principales figures de la science europeenne et une familiarite avec les questions debattues dans les laboratoires d'Allemagne et de France. Il lisait couramment l'allemand, le francais et l'anglais, lui permettant d'acceder a la litterature scientifique internationale sans intermediaires. Il echangeait des correspondances avec des scientifiques de toute l'Europe, et ses propres travaux etaient lus par les chimistes europeens aussi vite qu'ils pouvaient etre traduits.

Cette connexion internationale fut cruciale pour la reception rapide du Tableau Periodique au-dela des frontieres russes. Lorsque Paul Lecoq de Boisbaudran decouvrit le gallium en 1875 et que Mendeleev lui ecrivit pour lui signaler la divergence entre sa mesure de densite et la prediction du tableau, l'echange fut possible parce que les deux hommes operaient dans un cadre de communication scientifique internationale bien etabli. La confirmation rapide des predictions de Mendeleev par des chercheurs en France, en Suede et en Allemagne fut le produit de ce reseau scientifique international que le XIXe siecle avait construit.

Les Nominations Au Prix Nobel et les Deliberations

Les details des deliberations du Comite Nobel de Chimie concernant la candidature de Mendeleev, tels qu'ils ont ete reconstruits par les historiens des sciences a partir des archives suedoises, sont a la fois fascinants et troublants. Mendeleev fut nomme pour le Prix Nobel de Chimie lors de plusieurs occasions entre 1901 et 1906. Sa candidature recevait un soutien substantiel au sein du comite, et dans les deliberations de 1906, il obtint la majorite des voix du comite.

Svante Arrhenius, qui avait remporte le Prix Nobel de Chimie en 1903 et restait une figure influente dans la communaute Nobel suedoise, s'opposa systematiquement a la candidature de Mendeleev. Les arguments qu'il avanca contre Mendeleev dans les deliberations du comite, selon les temoignages historiques, n'etaient pas principalement scientifiques mais refletaient son hostilite personnelle nee de la critique par Mendeleev de sa theorie de la dissociation electrolytique.

Lorsque le comite vota en faveur de Mendeleev en 1906, la pleiniere de l'Academie Royale Suedoise des Sciences renversa cette recommandation, attribuant le prix a Henri Moissan a la place. Moissan etait un chimiste remarquable qui avait accompli une veritable prouesse en isolant le fluor elementaire, element extremement reactif et difficile a travailler, mais peu d'historiens des sciences ont soutenu que sa contribution, si importante fut-elle, surpassait celle du createur du Tableau Periodique.

La mort de Mendeleev en fevrier 1907, peu de mois apres que le prix lui eut echappe pour la derniere fois, fut saluee par des tributs de scientifiques du monde entier qui soulignaient l'injustice de cet omission. Le comite Nobel porta cette responsabilite dans l'histoire. Cet episode reste l'un des exemples les plus cites des limites des processus institutionnels d'evaluation scientifique et de la maniere dont les tensions personnelles entre scientifiques peuvent influencer des resultats qui devraient etre bases exclusivement sur le merite.

Les Dimensions Esthetiques du Tableau Periodique

Il y a une dimension du Tableau Periodique qui est rarement discutee dans les recits scientifiques mais qui merite attention: son caractere en tant qu'objet esthetique. Le tableau n'est pas simplement un outil logique; c'est aussi un artefact visuel avec une elegance et un pouvoir qui en ont fait l'une des images les plus reproduites de l'histoire de la science. La geometrie propre des lignes et des colonnes, la facon dont le tableau affiche simultanement la sequence lineaire et la recurrence periodique, la maniere dont les groupes chimiques emergent visuellement lorsqu'ils sont codes par couleurs, tout cela fait du Tableau Periodique l'un des rares outils scientifiques qui sont aussi des oeuvres de conception.

Le design visuel du Tableau Periodique a considérablement evolue depuis la version originale de Mendeleev. Le tableau periodique moderne en format long, dans lequel tous les elements y compris les lanthanides et les actinides sont presentes dans un seul arrangement coherent, est assez different en apparence des versions de 1869 et 1871 de Mendeleev. Mais la logique sous-jacente, l'arrangement des elements en lignes et en colonnes de sorte que le numero atomique augmente de gauche a droite au sein de chaque periode et que les elements aux proprietes similaires tombent dans le meme groupe, est precisement ce que Mendeleev etablit.

Au XXIe siecle, de nombreuses variantes artistiques et creatives du Tableau Periodique ont vu le jour. Des artistes, des designers et des educateurs ont cree des versions du tableau incorporant des images photographiques des elements, des representations artistiques de leurs utilisations et de leurs proprietes, et des traductions de l'information chimique en des formes visuelles accessibles a des personnes sans formation scientifique. Ces adaptations creatives sont elles-memes un temoignage de la puissance et de la flexibilite du concept original de Mendeleev.

Le Role du Congres de Karlsruhe

Le Congres Chimique International de Karlsruhe, tenu en septembre 1860, fut l'un des evenements les plus importants de l'histoire de la chimie du XIXe siecle, et le role qu'il joua dans la formation des idees de Mendeleev ne saurait etre surestime. Le congres avait ete convoque pour resoudre un probleme fondamental: les chimistes de differents pays utilisaient des systemes differents de masses atomiques, rendant impossible la comparaison des resultats entre laboratoires ou la construction d'une image theorique coherente des relations chimiques.

Stanislao Cannizzaro, s'appuyant sur les travaux anterieurs mais largement ignores d'Amedeo Avogadro, presenta au congres un argument clair et systematique pour un ensemble coherent de masses atomiques base sur l'hypothese d'Avogadro selon laquelle des volumes egaux de gaz a la meme temperature et pression contiennent des nombres egaux de molecules. Cannizzaro distribua un pamphlet exposant ses arguments, que de nombreux chimistes presents au congres emporterent chez eux et etudierent avec soin.

Pour Mendeleev, le Congres de Karlsruhe fut une experience intellectuellement transformatrice. L'hypothese d'Avogadro, une fois acceptee, fournissait un fondement coherent pour l'attribution des masses atomiques, et les masses atomiques coherentes etaient la base indispensable sans laquelle le Tableau Periodique n'aurait pu etre construit. Sans les masses atomiques coherentes issues du consensus de Karlsruhe, les regularites periodiques qui allaient conduire Mendeleev a la Loi Periodique auraient ete obscurcies par la confusion numerique qui avait regnet dans la discipline avant 1860.

L'importance du Congres de Karlsruhe pour la decouverte du Tableau Periodique illustre un point plus general sur la nature du progres scientifique: les grandes decouvertes individuelles reposent toujours sur l'infrastructure de connaissances et de conventions partagees etablie par la communaute scientifique dans son ensemble. Mendeleev fut le genie individuel qui vit le motif periodique, mais le motif n'aurait pas pu etre vu sans les masses atomiques coherentes que Cannizzaro et la communaute de Karlsruhe avaient etablies.

Les Valences et Proprietes Chimiques des Elements

Pour construire le Tableau Periodique, Mendeleev ne s'appuya pas uniquement sur les masses atomiques. Il prit egalement soigneusement en compte les valences des elements, c'est-a-dire leur capacite de combinaison, ou le nombre de liaisons qu'ils pouvaient former avec d'autres elements. La valence d'un element etait l'un des indicateurs les plus fiables de sa place dans le tableau, car les elements du meme groupe montraient systematiquement la meme valence ou des valences similaires.

Par exemple, les metaux alcalins (lithium, sodium, potassium, etc.) ont tous une valence de 1, formant des composes avec les halogenes dans le rapport 1:1. Les metaux alcalino-terreux (magnesium, calcium, etc.) ont tous une valence de 2. Les halogenes eux-memes ont une valence de 1 dans leurs composes avec les metaux. Ces regularites de valence, paralleles aux regularites de proprietes chimiques observees par Mendeleev, furent l'une des preuves les plus convaincantes que les elements etaient reellement ordonnes selon un systeme naturel plutot qu'un schema artificiel.

Mendeleev utilisa les informations sur les valences non seulement pour placer les elements connus dans le tableau mais aussi pour predire les valences des elements inconnus qu'il prevoyait. Ses predictions sur la valence de l'eka-aluminium, par exemple, se revelaren exactes lorsque le gallium fut decouvert, ce qui fut l'une des confirmations les plus frappantes de la validite de l'approche periodicque.

La Chimie Computationnelle et L'avenir du Tableau Periodique

Avec l'avenement de la chimie computationnelle dans la seconde moitie du XXe siecle, le Tableau Periodique acquit une nouvelle dimension. Les ordinateurs modernes peuvent resoudre les equations de la mecanique quantique pour des systemes atomiques avec une precision permettant de calculer les proprietes des elements et de leurs composes directement a partir des premiers principes de la physique, sans recours a des mesures experimentales. Cette capacite a fourni la verification la plus profonde possible de la validite de la Loi Periodique: les proprietes que Mendeleev ordonna empiriquement peuvent etre reproduites par un calcul pur a partir des premiers principes.

La chimie computationnelle a egalement ouvert la possibilite de predire les proprietes de composes qui n'ont pas encore ete synthetises, d'elements dans des conditions extremes, et de formes exotiques de la matiere qui ne se produisent pas naturellement sur Terre. Dans tous ces contextes, le tableau periodique sert de cadre organisateur, la carte qui oriente les chimistes computationnels dans l'espace des possibilites qu'ils explorent.

Des interrogations ont surgi ces dernieres annees sur la question de savoir si le tableau periodique pourrait un jour se briser, si des elements si lourds et radioactifs pourraient etre decouverts que leurs proprietes ne suivraient plus les motifs periodiques etablis par les elements plus legers. Les elements superlourds synthetises dans des laboratoires du monde entier, avec des numeros atomiques superieurs a 110, se situent a la limite de ce que la physique nucleaire actuelle predit comme possible, et leurs chimies, dans la mesure ou elles ont ete etudiees, montrent generalement les proprietes predites par le tableau periodique.

La Theorie Atomique et la Structure du Tableau

L'une des contributions les plus profondes du Tableau Periodique au developpement de la science fut son role de preuve empirique fondamentale que les atomes avaient une structure interne. Avant le Tableau Periodique, l'idee que les atomes pouvaient avoir une structure interne, qu'il pouvait y avoir quelque chose a l'interieur d'un atome qui determinait ses proprietes chimiques, etait largement speculative. Le tableau fournit des preuves convincantes que les proprietes des atomes n'etaient pas arbitraires mais systematiques, et cette systematicite devait avoir une cause dans la structure interne des atomes eux-memes.

Cette implication du tableau periodique fut clairement reconnue par les physiciens qui developperent les premiers modeles de la structure atomique dans les deux premieres decennies du XXe siecle. Le modele de Bohr de 1913, dans lequel les electrons tournent autour du noyau dans des orbites specifiques correspondant a des niveaux d'energie discrets, fut concu en partie pour expliquer pourquoi les proprietes chimiques des elements se repetent periodiquement. La mecanique quantique de Heisenberg et Schrodinger fournit ensuite la theorie mathematique complete de la structure electronique des atomes, expliquant precisement pourquoi les elements du meme groupe partagent des proprietes chimiques et pourquoi le tableau periodique a la structure specifique qu'il a plutot qu'une autre structure.

Dans ce sens, le Tableau Periodique fut non seulement un produit de la chimie du XIXe siecle mais aussi l'un des principaux moteurs de la revolution de la physique qui transforma notre comprehension du monde physique dans les premieres decennies du XXe siecle. La physique atomique naquit en partie du besoin d'expliquer le tableau periodique, et le succes de la mecanique quantique dans cette explication fut l'une des demonstrations les plus frappantes de la puissance de la theorie quantique.

Les Elements Transuraniens et la Table Moderne

La creation d'elements transuraniens, c'est-a-dire d'elements avec un numero atomique superieur a 92 (celui de l'uranium), dans des reacteurs nucleaires et des accelerateurs de particules, commencant dans les annees 1940, a etendu le Tableau Periodique bien au-dela de ce que Mendeleev avait jamais envisage. Le neptunium (Z=93) et le plutonium (Z=94) furent les premiers elements transuraniens produits, au cours du Projet Manhattan pendant la Seconde Guerre mondiale. Depuis lors, des elements jusqu'au numero atomique 118, l'oganesson, ont ete synthetises dans des laboratoires, et des tentatives de creer des elements encore plus lourds sont en cours.

La synthese de ces elements superlourds a constitue a la fois un test et une extension du Tableau Periodique. Dans chaque cas, les proprietes chimiques de l'element nouvellement cree ont ete, dans la mesure ou elles ont pu etre determinees par des experiences sur seulement quelques atomes existant pendant des fractions de seconde, coherentes avec ce que le tableau periodique predisait. Le mendelevium lui-meme, l'element 101 nomme en l'honneur de Mendeleev, est un excellent exemple: il se comporte comme l'on attendrait d'un actinide, conformement a sa position dans le tableau.

La creation de ces elements dans des accelerateurs de particules represente l'extension ultime de l'approche de Mendeleev: utiliser la structure du tableau pour predire ce que l'on trouvera a un endroit donne, puis construire deliberement les conditions qui permettront de verifier cette prediction. Les physiciens nucleaires qui synthetisent des elements superlourds font exactement ce que Mendeleev fit avec son Tableau Periodique lorsqu'il predit le gallium, le scandium et le germanium: ils utilisent un cadre theorique pour predire ce qui devrait exister et cherchent ensuite a le creer ou a le trouver.

Les Hobbies et la Personnalite de Mendeleev

Bien que Mendeleev soit surtout rappele comme scientifique, il avait une personnalite d'une plus grande ampleur que beaucoup de ses contemporains academiques. Il etait un amateur passionne de photographie, a une epoque ou la photographie etait encore une pratique nouvelle et techniquement exigeante, et il maintenait une collection de photographies de nombreuses parties du monde.

Il avait egalement un passe-temps inhabituel pour un chimiste: la fabrication de valises. Il apprit ce metier lors de l'un de ses voyages et devint un artisan habile, connu dans son quartier de Saint-Petersbourg comme le maitre malletier bien avant que les gens ne sachent qu'il etait le createur du Tableau Periodique. Ce passe-temps artisanal contrastait agreablement avec l'abstraction de son travail scientifique.

Mendeleev fut egalement un aeronaute amateur. En 1887, il monta dans un ballon seul pour observer une eclipse solaire totale depuis les cieux au-dessus de la ville de Klin, exploit qui lui valut la reconnaissance de la Societe des Aeronautes de Russie et qui reflete sa volonte de rechercher de nouvelles experiences et d'appliquer l'observation directe meme dans des contextes non chimiques.

Il etait aussi un homme d'une franchise caracteristique qui n'avait pas peur d'exprimer ses opinions meme lorsqu'elles etaient contraires a celles des autorites scientifiques ou gouvernementales. Cette franchise lui valut la fois des admirateurs enthousiastes et des ennemis determines, mais elle refletait une integrite intellectuelle qui faisait partie integrante de son caractere en tant que scientifique.

L'enseignement de la Chimie et la Pedagogie de Mendeleev

L'impact de Mendeleev sur l'enseignement de la chimie ne se limita pas a la creation du Tableau Periodique. Il fut aussi, tout au long de sa carriere, un educateur profondement engage qui reflechissait serieusement a la pedagogie chimique, a la maniere dont la connaissance chimique devait etre transmise aux etudiants pour etre non seulement memorisee mais reellement comprise.

Sa conviction fondamentale etait que l'enseignement de la chimie devait etre organise autour des principes, et non autour des faits. Les faits, les proprietes specifiques des elements individuels, les formules des composes specifiques, les temperatures de fusion et d'ebullition, etaient nombreux et difficiles a retenir en isolation. Mais si on les organisait autour d'un cadre de principes coherents, en commencant par la Loi Periodique, ils devenaient bien plus accessibles et moins arbitraires. L'etudiant qui comprenait pourquoi le sodium et le potassium avaient des proprietes similaires, que les deux etaient des metaux alcalins occupant la meme colonne du Tableau Periodique, avait un avantage enorme sur l'etudiant qui essayait simplement de memoriser les proprietes de chaque element separement.

Cette conviction pedagogique, qui semble evidente avec le recul, n'etait pas aussi largement partagee qu'on pourrait le croire dans l'enseignement chimique du XIXe siecle. Beaucoup d'enseignants de chimie de l'epoque organisaient leurs cours principalement par ordre alphabetique des elements ou des composes, ou selon des traditions etablies par les manuels existants, sans preter attention aux regularites theoriques qui pouvaient organiser les connaissances de maniere plus significative.

Les Principes de la Chimie, dans toutes leurs editions, refletirent cette philosophie pedagogique. Mendeleev ne se contentait pas de presenter les elements et leurs proprietes; il les presentait dans le contexte de leurs relations mutuelles, expliquait pourquoi certains elements etaient groupes ensemble, et soulignait les regularites periodiques qui faisaient de la chimie une science organisee plutot qu'une collection de faits disparates. Cette approche fut influente bien au-dela de la Russie, grace aux traductions du livre en anglais, en allemand et en francais, et contribua a une transformation de la pedagogie chimique internationale qui rendit la chimie plus comprehensible et plus accessible a des generations d'etudiants.

La Reconnaissance Posthume et les Honneurs

Les honneurs qui furent accordes a Mendeleev apres sa mort en 1907 refleterent l'ampleur de l'impact qu'il avait eu sur la science mondiale. Bien que le Prix Nobel lui eut echappe de son vivant, les institutions scientifiques du monde entier s'empresserent de souligner l'immensité de sa contribution apres sa mort.

En Russie, il devint rapidement une figure heroique de l'histoire nationale. Son portrait fut place dans de nombreuses salles de classe et institutions scientifiques. Des rues, des places et des institutions furent nommes en son honneur dans toute la Russie et dans l'ex-empire russe. L'universite technique chimique de Moscou, qui forma des generations de chimistes russes, adopta son nom. La revue de la Societe Chimique Russe porta son nom en son honneur.

A l'echelle internationale, le nom de Mendeleev devint synonyme du Tableau Periodique lui-meme. Dans les manuels de chimie du monde entier, la "table de Mendeleev" devint une expression consacree, reconnaissant sans equivoque sa paternite du systeme. Le tableau periodique lui-meme, dans ses innombrables versions et traductions, devint l'une des representations les plus ubiquitaires de son nom et de sa contribution.

La denomination en 1955 de l'element 101 "mendelevium" par l'equipe de Glenn Seaborg a Berkeley fut peut-etre le plus beau des hommages scientifiques: inscrire son nom dans la matiere elle-meme, dans le tissu du tableau periodique qu'il avait cree. Cet element 101 occupant exactement la place que le tableau lui designait, avec les proprietes que le tableau predisait pour un element actinide de ce numero atomique, etait en soi une derniere confirmation de la validite durable du systeme de Mendeleev.

L'annee Internationale du Tableau Periodique et le Patrimoine Mondial

En 2016, l'Assemblee generale des Nations Unies adopta une resolution proclamant l'annee 2019 comme Annee Internationale du Tableau Periodique des Elements Chimiques, en commemorant le cent cinquantieme anniversaire de la decouverte du Tableau Periodique par Mendeleev en 1869. Cette proclamation par les Nations Unies fut un geste symbolique fort, signalant la reconnaissance de la communaute internationale de l'importance universelle et durable du Tableau Periodique.

L'Annee Internationale du Tableau Periodique donna lieu a des centaines d'evenements dans des pays du monde entier. Des conferences scientifiques, des expositions dans des musees, des programmes educatifs dans des ecoles, des concours pour les etudiants, des publications de memoires historiques, toutes ces activites rappelerent au grand public l'importance du Tableau Periodique et le genie de l'homme qui l'avait cree. Certains pays emirent des timbres-poste commemoratifs. Des musees organiserent des expositions speciales sur l'histoire de la chimie et sur la vie de Mendeleev. Des universites tirent des celebrations scientifiques et des journees de recherche dediees aux questions de la chimie contemporaine liees au tableau periodique.

En Russie, l'Annee Internationale du Tableau Periodique fut l'occasion d'un renouvellement de l'attention portee a l'heritage de Mendeleev. Des ceremonies furent organisees a Saint-Petersbourg, ou il enseigna pendant de nombreuses annees, et a Tobolsk, ou il naquit. Des expositions presentant des manuscrits originaux, des photographies et des artefacts de sa vie furent organisees dans plusieurs villes russes. Le gouvernement russe adopta cette commemorationavec enthousiasme, y voyant l'occasion de celebrer non seulement Mendeleev lui-meme mais aussi l'heritage scientifique russe qu'il representait.

La dimension internationale de la celebration du cent cinquantieme anniversaire illustre un aspect fondamental du Tableau Periodique et de son createur: la science, a son meilleur, transcende les frontieres nationales. Le Tableau Periodique n'est pas une propriete de la Russie ni meme de la chimie; c'est un outil de l'humanite entiere. Les elements qu'il catalogue sont les memes dans tous les pays du monde, dans toutes les langues, dans toutes les cultures. L'eau est H2O que vous soyez a Moscou ou a Paris ou a Beijing. Le sodium est Na avec un numero atomique de 11, que vous le mesuriez au laboratoire russe ou dans un laboratoire suedois ou americain. Cette universalite de la chimie est en elle-meme une demonstration de quelque chose de profond sur la nature de la realite physique, et c'est Mendeleev qui, plus que quiconque, l'a rendu visible dans la structure du Tableau Periodique.

Les Contributions de Mendeleev a la Metrologie

La metrologie, la science de la mesure, est un domaine qui semble au premier abord bien eloigne de la grande chimie theorique du Tableau Periodique. Cependant, pour Mendeleev, le lien entre les deux domaines etait profond et evident. La chimie reposait sur des mesures precises; les masses atomiques qui formaient la base du Tableau Periodique n'etaient que des chiffres aussi fiables que les mesures sur lesquelles ils etaient fondes. La metrologie etait donc, a ses yeux, une fondation indispensable de toute la science.

Pendant les quatorze annees de sa direction du Bureau des Poids et Mesures de 1893 a 1907, Mendeleev accomplit plusieurs reformes importantes. Il supervisa la transition de la Russie vers le systeme metrique, qui avait ete adopte par la France apres la Revolution francaise et qui devenait de plus en plus le standard international pour la science et le commerce. Il modernisa les techniques de mesure utilisees au bureau, introduisant des methodes plus precises et plus reproductibles pour l'etalonnage des poids et des mesures standards.

Il s'engagea egalement dans le contexte international de la metrologie, participant aux deliberations du Bureau International des Poids et Mesures, cree a Paris en 1875 par la Convention du Metre, et contribuant aux discussions sur la definition et la realisation de normes physiques internationales. Son engagement avec cette organisation internationale refleta la meme conviction qui avait guide son travail scientifique: que les normes et les conventions partagees etaient la base indispensable sur laquelle le progres scientifique pouvait etre construit.

Tobolsk et L'identite Siberienne

Tard dans sa vie, Mendeleev conserva un lien emotionnel fort avec Tobolsk et avec la Siberie. Il avait quitte la region comme adolescent et n'y retourna jamais pour y habiter, mais le paysage et la culture de son lieu de naissance resterent une partie de son identite. Il parla et ecrivit de Tobolsk et de la Siberie en general avec une affection evidente, et il considererit le developpement des ressources siberiennes, minerales, forestieres, fluviales, comme l'un des elements les plus importants de l'avenir de la Russie.

Le musee de Tobolsk dedie a Mendeleev, etabli au XXe siecle dans la maison ou il passa ses premieres annees, est devenu l'un des principaux sites de pelerinage scientifique en Russie. Il conserve des artefacts de sa vie et de son oeuvre, dont des exemples de ses manuscrits et des premieres editions des Principes de la Chimie, et sert de rappel que l'une des plus grandes decouvertes scientifiques des temps modernes fut faite par un homme originaire d'une ville provinciale de Siberie qui dut voyager des milliers de kilometres pour obtenir l'education que son intelligence meritait.

Ce voyage de Tobolsk vers le centre de la science mondiale est une histoire qui continue d'inspirer, car elle montre que le talent, la determination et la recherche honnete de la verite peuvent surmonter les obstacles de la circonstance et produire des resultats qui perdurent pour toujours. La Russie donne a Mendeleev les conditions minimales dont il avait besoin: un gymnase decent a Tobolsk, une bourse a l'Institut Pedagogique de Saint-Petersbourg, et une bourse gouvernementale pour etudier a Heidelberg. Sur ces fondements modestes, il construisit l'un des edifices scientifiques les plus impressionnants de l'histoire humaine.

Mots-Cles

#DmitriMendeleev #TableauPeriodique #LoiPeriodique #Chimie #ScienceRusse #HistoireDeLaScience #ElementsChimiques #CountryReports