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Biographie : Dimitri Mendeleïev (1834-1907), la classification périodique des éléments

Crédits : Factuel / Université de Lorraine

Principalement connu pour son travail sur la classification périodique des éléments, le chimiste russe Dimitri Mendeleïev aura marqué la Science d’une trace indélébile ! En effet, le “tableau de Mendeleïev” est toujours utilisé aujourd’hui et régulièrement actualisé. Il a même fêté ses 150 ans en mars 2019 !

Jeunesse, études et début de carrière

Né en 1834 à Tobolsk (Sibérie), Dimitri Mendeleïev aurait été le douzième enfant d’une fratrie nombreuse. Après être passé par le lycée local, le jeune Dimitri suit sa famille devenue pauvre – après la mort de son père en 1949 – et part s’installer à Saint-Pétersbourg. Un an plus tard, celui-ci y sera admis à l’Université d’État. Il y sera également diplômé en chimie en 1956 après un an d’exil en Crimée pour avoir contracté la tuberculose.

Entre 1859 et 1861, Dimitri Mendeleïev travaille à Paris sur la densité des gaz, ainsi qu’à Heidelberg (Allemagne) sur le fonctionnement du spectroscope avec Gustav Kirchhoff, considéré comme un des plus grands physiciens du XIXᵉ siècle. À son retour en Russie en 1863, Dimitri Mendeleïev devient professeur de chimie et un an plus tard, soutien sa thèse de doctorat intitulée Considérations sur la combinaison de l’alcool et de l’eau. En 1867, l’intéressé devient professeur de chimie minérale à l’Université de Saint-Pétersbourg.

La classification périodique des éléments

Dimitri Mendeleïev pensait que les éléments chimiques pouvaient être rangés selon un modèle permettant de prévoir les propriétés des éléments encore non découverts. En partant de ce constat, il assemble tous les éléments chimiques connus de l’époque, et indique à la fois leur masse atomique ainsi que quelques autres propriétés. Le scientifique décida de classer les éléments par masse atomique croissante, tout en les rassemblant par groupes d’éléments ayant des propriétés communes. Le premier “tableau de Mendeleïev” (voir image ci-après) comportait alors 18 éléments répartis dans 5 colonnes. Les cases vides étaient incluses afin d’y placer des éléments encore non découverts à l’époque.

Daté à 1885, voici le plus ancien exemplaire connu, retrouvé dans le Département de Chimie de l’Université de St Andrews (Écosse)
Crédits : University of St Andrews

Cette innovation a été dévoilée en 1869 devant la Société russe de chimie, lors d’une présentation baptisée La dépendance entre les propriétés des masses atomiques des éléments. Par ailleurs, le chimiste allemand Julius Lothar Meyer avait pratiquement travaillé au même moment sur une classification périodique similaire. La seule différence était que le chercheur n’avait pas évoqué l’éventualité de la découverte de nouveaux éléments.

Aujourd’hui, le tableau périodique des éléments comporte 18 colonnes dans lesquelles sont classés pas moins de 118 éléments. Les derniers éléments intégrés dans le tableau l’on été en 2015 : ununtrium (élément 113), ununpentium (115), ununseptium (117) ainsi que l’ununoctium (118). Par ailleurs, le tableau périodique a parfois été détourné de façon ludique, comme c’est le cas de la version destinée à faire connaître l’utilisation de chaque élément. Idéal pour enseigner aux petits et rappeler aux grands, le tableau élaboré en 2018 par un certain Keith Enevoldsen comporte une image représentant un objet au centre de chaque case représentant les éléments.

Pour son tableau périodique et l’ensemble de ses travaux (voir ci-après), Dimitri Mendeleïev reçut de nombreux prix et récompenses.

Ses autres travaux

Si Dimitri Mendeleïev est principalement connu pour son immense travail concernant la classification périodique des éléments, le chimiste a effectué de nombreux autres travaux. Le chercheur aux multiples casquettes s’est intéressé à l’hydrodynamique, la météorologie, la géologie, et bien sûr la chimie physique. Il s’est aussi penché sur certaines disciplines de la chimie appliquée concernant notamment les explosifs, le pétrole ou encore les carburants.

Par exemple, Dimitri Mendeleïev est à l’origine de la théorie du pétrole abiotique développée plus tard par Mikhailo V. Lomonosov. Il s’agit d’un postulat expliquant que les hydrocarbures se forment dans les profondeurs de la Terre. À l’époque, l’hypothèse communément admise est celle d’aujourd’hui, à savoir la formation de pétrole par transformation progressive de détritus biologiques. Ainsi, les recherches menées en Union soviétique dans les années 1950 et 1960 à ce sujet sont ignorées de l’Occident, en raison des faibles volumes de pétrole abiotique découverts. Aujourd’hui, la théorie du pétrole abiotique est considérée comme scientifiquement invalide.

Le chercheur aura également travaillé sur la détermination de la nature des solutions, la dilatation thermique des liquides ou encore sur l’explication chimique à l’éther. Il aura également planché sur la théorie et les effets du protectionnisme en agriculture (économie), et aura fait partie des fondateurs de la Société russe de chimie.

Pour ses travaux, Dimitri Mendeleïev reçut la Médaille Davy de la Royal Society (1882), le Faraday Lectureship de la Royal society of chemistry (1889) et la médaille Copley de la Royal Society (1905). Il décédera à Saint-Pétersbourg en 1907, à l’âge de 72 ans. À titre posthume, l’élément mendélévium (Md – élément 101) a été baptisé en hommage à Dimitri Mendeleïev en 1955. Un énorme cratère de 313 km de diamètre situé sur la face cachée de la Lune porte également son nom depuis 1961.

Citations de Dimitri Mendeleïev

« Je souhaite établir une sorte de système non guidé par le hasard mais par une sorte de principe précis et exact. »

« Les éléments, s’ils sont arrangés selon leurs poids atomiques, présentent une périodicité apparente de propriétés. »

« Je n’ai pas besoin de preuve. Les lois de la nature, contrairement aux lois de la grammaire, ne permettent aucune exception. »

« En science, nous ne devrions pas nous soumettre à ce qui nous semble attrayant d’un point de vue à un autre, mais à ce qui représente un accord entre théorie et expérience. »

« Travaillez, cherchez la paix et le calme au travail : vous ne le trouverez nulle part ailleurs. »

« Personne ni rien ne peut me faire taire. »

Sources : UniversalisKronobase

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