Dmitri Mendeleïev

Mendeleïev en 1861.
Photo Sergueï Lvovitch Levitski

Mendeleïev est né à Tobolsk, en Sibérie, en Russie. Il était le cadet des nombreux enfants d'Ivan Pavlovitch Mendeleïev et de son épouse, née Maria Dimitrievna Kornilieva (le douzième selon Michael Gordin[1], historien des sciences). Il entre à l'âge de quinze ans au lycée de Tobolsk, après la mort de son père. En 1849, la famille devenue pauvre s'installe à Saint-Pétersbourg et Dmitri entre à l'université en 1850. Après avoir reçu son diplôme, il contracte la tuberculose ce qui l'oblige à se déplacer dans la péninsule criméenne près de la mer Noire en 1855, où il devient responsable des sciences du lycée local. Il revient complètement guéri à Saint-Pétersbourg en 1856. C'est dans cette ville qu'il étudie la chimie et est diplômé en 1856. À 25 ans, il vient travailler à Heidelberg avec des savants comme Robert Bunsen et Gustav Kirchhoff.

Entre 1859 et 1861, il travaille sur la densité des gaz à Paris, et au fonctionnement du spectroscope avec Gustav Kirchhoff à Heidelberg.

En 1863, après son retour en Russie, il devient professeur de chimie à l'institut technologique et à l'université de Saint-Pétersbourg. Il épouse cette même année Feozva (dite Fiza) Nikititchna Lechtcheva (1828-1905) (Феозва Никитична Лещева) à l'église de l'Université technique du génie militaire (où il enseignait). Ce mariage se solde par un divorce en 1882, environ un mois après son second mariage à Anna Ivanovna Popova (1860-1942) (Анна Ивановна Попова).

En 1864, il soutient sa thèse de doctorat intitulée Considérations sur la combinaison de l'alcool et de l'eau[2]. En 1867, il est nommé professeur de chimie minérale à l'université de Saint-Pétersbourg.

L'une des formes du tableau périodique de Mendeleïev, de la première version anglaise de son ouvrage de référence (1891, basé sur la 5^e édition russe).

En 1865, le chimiste britannique John Newlands édicta sa loi des octaves. Mendeleïev avait travaillé sur une idée semblable[3] et, le 6 mars 1869[4], une présentation formelle fut faite à la société russe de chimie, intitulée La dépendance entre les propriétés des masses atomiques des éléments, énonçant[2] :

1. Les éléments, lorsqu'ils sont disposés selon leur masse atomique, montrent une périodicité apparente de leurs propriétés.
2. Les éléments qui sont semblables en ce qui concerne leurs propriétés chimiques ont des masses atomiques qui sont peu éloignées ou proches de la même valeur (par exemple Pt, Ir, Os) ou qui augmentent régulièrement (par exemple K, Rb, Cs).
3. L'arrangement des éléments, ou des groupes d'éléments dans l'ordre de leurs masses atomiques, correspond à leurs prétendues valences, aussi bien que, dans une certaine mesure, à leurs propriétés chimiques distinctives.
4. Les éléments qui sont le plus largement représentés dans la nature ont de petites masses atomiques.
5. L'importance de la masse atomique détermine le caractère de l'élément, de même que l'importance de la molécule détermine le caractère d'un corps composé.
6. Nous devons nous attendre à la découverte de nombreux éléments jusqu'ici inconnus. Par exemple des éléments analogues à l'aluminium et au silicium dont la masse atomique serait comprise entre 65 et 75.
7. La masse atomique d'un élément peut parfois être modifiée par une connaissance de la masse de ses éléments contigus. Ainsi, la masse atomique du tellure doit se trouver entre 123 et 126, et ne peut pas être 128.
8. Certaines propriétés caractéristiques des éléments peuvent être prévues à partir de leur masse atomique.

Inconnu de Mendeleïev, Lothar Meyer travailla à une classification périodique pratiquement identique bien qu'il n'ait pas reconnu la possibilité de prévoir l'existence de nouveaux éléments et de corriger les masses atomiques. Meyer et Mendeleïev peuvent être considérés comme les créateurs de cette classification.

En plus de ses travaux sur la classification des éléments, Mendeleïev effectua des recherches scientifiques très variées. Le chimiste et historien des sciences russe L. A. Tchougaïev l'a défini comme « un chimiste de génie, physicien de première classe, chercheur prolifique dans le domaine de l'hydrodynamique, la météorologie, la géologie, certaines branches de la chimie appliquée (explosifs, pétrole, carburants...) et d'autres disciplines proches de la chimie et de la physique, un expert de l'industrie chimique et de la chimie en général, et un penseur original dans le domaine économique ». En 1869, il fut parmi les fondateurs de la Société russe de chimie. Il travailla également sur la théorie et les effets du protectionnisme en agriculture.

En 1902, dans une tentative de donner une explication chimique à l'éther, il formula une hypothèse en supposant l'existence de deux éléments chimiques inertes plus légers que l'hydrogène. Le plus léger des deux était supposé tout pénétrer, et le plus lourd un nouvel élément dont l'existence était supposée à l'époque et appelé coronium (d'après le latin « corona » — couronne — parce qu'il avait cru le détecter dans le spectre de la couronne solaire).

Mendeleïev consacra également beaucoup de temps et effectua des travaux importants pour la détermination de la nature des solutions. Dans le domaine de la chimie physique, il travailla sur la dilatation thermique des liquides. Il obtint notamment une formule similaire à la loi de Gay-Lussac de dilatation des gaz. En 1861, il anticipa l'idée de Thomas Andrews de température critique en définissant la température d'ébullition absolue d'un composé comme la température à laquelle la cohésion du liquide et la chaleur de vaporisation deviennent nulles et le liquide se change en vapeur indépendamment de la pression et du volume.

Il étudia également les origines du pétrole[2] et conclut que les hydrocarbures se forment dans les profondeurs de la Terre : « Le fait capital à noter est que le pétrole est né dans les profondeurs de la terre, et c'est là seulement que nous devons rechercher son origine »[5]. Ce postulat est nommé théorie du pétrole abiotique.

À la fin des années 1850, la Russie est largement en tête de la production mondiale de pétrole grâce aux puits de Bakou. Mais dès 1860 elle est dépassée par les États-Unis[6]. Le système des concessions en vigueur en Russie est une des raisons de cet affaiblissement russe. Le droit d'exploiter est concédé par l'État pour une période de quatre ans seulement, période trop courte pour que les concessionnaires investissent de manière importante en matériel couteux qu'ils devront abandonner si la concession n'est pas renouvelée[7]. Par ailleurs une taxe écrasante a été instaurée par l'État russe qui affaiblit son pétrole.

Mendeleïev est un scientifique génial mais aussi un pragmatique qui considère de son devoir de développer la future richesse nationale qu'est le pétrole. Il travaille à cette fin pour l'industriel Vassili Kokorev (1817-1889) qui finance ses laboratoires. Mais Mendeleïev devient aussi un efficace lobbyiste : il effectue des démarches en haut lieu pour faire supprimer le système des concessions et la taxe sur le kérosène. Une commission spéciale est créée pour examiner les problèmes. Après cinq ans d'un travail acharné il obtient pour les industriels du secteur l'abolition du système des concessions et de la taxe. La branche du pétrole explose. Entre 1872 et 1879 la production est multipliée par quinze[8].

Une légende folklorique russe prétend que Mendeleïev serait « l'inventeur de la vodka », ou pour être exact que c'est lui qui aurait déterminé le degré idéal d'alcool de la vodka à 38° qui aurait par la suite été fixé à 40° pour faciliter le calcul de taxes sur l'alcool[15]^,[16]. Cette légende s'appuie entre autres éléments sur le fait que Mendeleïev fut nommé directeur du bureau des poids et des mesures de Saint-Pétersbourg en 1893 et sur le fait que sa thèse doctorale portait sur la combinaison de l'alcool et de l'eau. Si l'histoire reste très populaire, elle est contredite par les faits, le degré alcoolique normalisé de la vodka à 40° ayant été introduit en Russie dès 1843 (alors que Mendeleïev n'avait que 9 ans) et sa thèse portant sur des combinaisons eau/alcool pour des titres beaucoup plus élevés (de l'ordre de 70°)[16].

« Ce matériau est trop précieux pour être brûlé ; quand nous brûlons du pétrole, nous brûlons de l’argent ; il faut l’utiliser comme matière première de la synthèse chimique. »

— 1882, dans une lettre adressée au tsar Alexandre III

De son premier mariage, Mendeleïev a trois enfants :

• Maria (1863), morte en bas-âge.
• Vladimir (1865-1898).
• Olga (1868-1950).

De son second mariage, il a cinq enfants :

• Lioubov Blok (1881-1939), actrice et historienne du ballet, qui fut l'épouse du célèbre poète Alexandre Blok ;
• Ivan Mendeleïev (1883-1936), météorologue[17] ;
• Les jumeaux Maria et Vassili ;
• Polina Mendeléef (1888-1958), devint bactériologiste et cancérologue et s'installa en Belgique (dont elle prit la nationalité) où elle travailla à l'université libre de Bruxelles.