Dmitri Mendeleyev

Dmitri Mendeleyev’in yaşamı ve eğitimi

Dmitri İvanoviç Mendeleyev, 8 Şubat 1834’te Sibirya’daki Tobolsk yakınlarında bulunan Verkhnie Aremzyani köyünde doğdu. Babası okul yöneticisi ve öğretmendi; annesi ise ailesine ait, bir süre kullanılmamış olan cam fabrikasını yeniden işletmeye çalıştı. Babasının görme yetisini kaybedip görevini bırakması ve ardından ailenin fabrikasının yangında zarar görmesi, Mendeleyev’in gençlik yıllarını maddi güçlükler içinde geçirmesine yol açtı. Bu koşullar, annesinin onun eğitimini sürdürmesi için gösterdiği çabayı daha da önemli hâle getirdi.

Mendeleyev 13 yaşındayken Tobolsk Gymnasium’unda öğrenim gördü. 1849’da annesiyle birlikte Moskova’ya giderek üniversiteye girmeyi denedi; ancak Moskova’daki üniversite onu kabul etmedi. Bunun üzerine Saint Petersburg’a geçtiler ve Mendeleyev 1850’de Main Pedagogical Institute’a girdi. Mezuniyetinden sonra tüberküloza yakalandı ve 1855’te Kırım Yarımadası’na taşındı. Burada Simferopol Gymnasium’unda bilim öğretmeni olarak görev yaptı. 1857’de sağlığı tamamen düzelmiş biçimde Saint Petersburg’a döndü.

1859-1861 arasında Heidelberg’de sıvıların kılcallığı ve spektroskobun çalışma biçimi üzerine çalıştı. 1861’de Organic Chemistry adlı ders kitabını yayımladı ve bu eser Petersburg Bilimler Akademisi’nin Demidov Ödülü’nü aldı. 1864’te Saint Petersburg Teknoloji Enstitüsü’nde, 1865’te ise Saint Petersburg Devlet Üniversitesi’nde profesör oldu. 1865’te su ile alkolün birleşimleri üzerine tezini tamamlayarak bilim doktoru unvanını kazandı. 1867’de Saint Petersburg Üniversitesi’nde görevini kalıcı hâle getirdi ve inorganik kimya öğretmeye başladı. 1871’e gelindiğinde Saint Petersburg, onun çalışmaları sayesinde kimya araştırmaları açısından uluslararası tanınırlık kazanmış bir merkez durumundaydı.

Mendeleyev 1890’da Saint Petersburg Üniversitesi’nden ayrıldı. 1892’de Rusya’nın Merkez Ağırlıklar ve Ölçüler Bürosu’nun yöneticiliğine getirildi ve bu görevi ölümüne kadar sürdürdü. Ölçüm standartlarının düzenlenmesine ve metrik sistemin Rusya’da kullanılmasına katkı verdi. 2 Şubat 1907’de Saint Petersburg’da grip nedeniyle 72 yaşında öldü.

Mendeleyev’in periyodik tabloyu geliştirmesi

Mendeleyev’in periyodik tablo çalışması, o dönemde bilinen elementleri yalnızca tek tek incelemek yerine aralarındaki düzeni bulma ihtiyacından doğdu. 1863’te 56 element biliniyordu ve yeni elementler keşfedilmeye devam ediyordu. Element sayısı arttıkça bunları kimyasal özelliklerine göre anlamlı bir sistem içinde sınıflandırmak gerekli hâle geldi. Mendeleyev, öğretmenlik yaptığı dönemde hazırladığı Principles of Chemistry adlı ders kitabı üzerinde çalışırken elementleri karşılaştırdı ve özelliklerin belirli aralıklarla tekrarlandığını fark etti.

Bu yaklaşımın temelinde iki ölçüt vardı: elementlerin atom ağırlıkları ve kimyasal davranışları. Elementler atom ağırlıkları dikkate alınarak sıralandığında benzer özellikte olanların belirli gruplarda toplanabildiği görülüyordu. Başka bir deyişle, atom ağırlığındaki düzen ile elementin kimyasal karakteri arasında bir ilişki kuruluyordu. Mendeleyev bu düzeni periyodik yasa olarak ifade etti. 6 Mart 1869’da Rus Kimya Derneği’nde Nikolay Menşutkin tarafından okunan bildirisinde, atom ağırlıkları boyunca ilerlerken element özelliklerinin periyodik biçimde tekrarlandığını açıkladı.

Mendeleyev’in sistemi yalnızca bilinen elementleri yerleştiren bir liste değildi. Düzenin bozulmaması için bazı yerleri boş bıraktı ve henüz keşfedilmemiş elementlerin bulunması gerektiğini savundu. Örneğin alüminyum ve silikona benzer, atom ağırlıkları 65 ile 75 arasında bulunan iki elementin keşfedilmesini bekledi. Ayrıca o dönemde kabul edilen bazı atom ağırlıklarının tabloyla uyuşmadığını düşünerek bunların yeniden değerlendirilmesi gerektiğini belirtti. Uranyumun atom ağırlığı ve değerliği için kabul edilen değerleri de tabloya uyacak şekilde düzeltti.

Bu sistem, elementleri yalnızca benzer görünümlerine göre yan yana getirmiyor; mevcut bilgilerden yeni sonuçlar çıkarılmasını sağlıyordu. Bu nedenle tablo, bilinenleri düzenleyen bir çizelge olmanın ötesinde, yeni keşiflere rehberlik eden bir bilimsel model hâline geldi. Günümüzde kullanılan modern periyodik tablonun ayrıntılı yapısı farklı bir makalenin konusudur.

Elementleri sınıflandırma yaklaşımı ve bilinmeyen elementleri öngörmesi

Mendeleyev elementleri sınıflandırırken atom ağırlıklarını, değerliklerini ve kimyasal özelliklerini birlikte değerlendirdi. Benzer kimyasal özellik gösteren elementleri aynı gruplara yerleştirmeye çalıştı; atom ağırlıkları arasında düzenli bir artış görülmesini de bu yerleşimi destekleyen bir ölçüt olarak kullandı. Böylece lityum, berilyum, bor, karbon, azot, oksijen ve flor gibi elementlerden oluşan dizilerde, özelliklerin rastgele değil belirli bir düzen içinde değiştiğini göstermeye çalıştı. Bir elementin komşularıyla ve aynı gruptaki diğer elementlerle karşılaştırılması, onun özellikleri hakkında daha tutarlı sonuçlara ulaşmayı sağlıyordu.

Bu sınıflandırma sırasında Mendeleyev, tablonun her yerini doldurmak yerine bazı boşlukları korudu. Boşlukların, henüz bilinmeyen elementlerin varlığına işaret ettiğini düşündü ve bunların yaklaşık atom ağırlıkları ile kimyasal özellikleri hakkında öngörülerde bulundu. Bu elementleri tanımlarken Sanskritçeden gelen eka, dvi ve tri ön eklerini kullandı; böylece birinci, ikinci ve üçüncü sıradaki benzer elementlere işaret etti. Ekasilisyum, ekaalüminyum ve ekaboron adlarını verdiği elementler daha sonra germanyum, galyum ve skandiyum olarak tanındı.

Bu öngörülerin en dikkat çekici yönü, yeni elementlerin yalnızca varlığının değil, tablodaki yerlerinin ve beklenen özelliklerinin de tahmin edilmesiydi. Galyum 1875’te, germanyum ise 1886’da keşfedildi ve Mendeleyev’in bıraktığı boşluklarla uyum gösterdi. Böylece periyodik yasa, yalnızca geçmişteki gözlemleri açıklayan değil, yeni bilimsel bulguları önceden haber veren bir çerçeve olarak güç kazandı.

Bilim tarihindeki etkisi ve mirası

Mendeleyev’in en kalıcı mirası, elementler arasındaki düzeni görünür kılan periyodik sistemdir. Onun çalışması, kimyada sınıflandırmanın yalnızca bilgileri düzenlemekten ibaret olmadığını; doğru bir modelin henüz gözlenmemiş sonuçlar hakkında da sınanabilir öngörüler üretebileceğini gösterdi. Galyum ve germanyumun boşluklara uygun biçimde keşfedilmesi, bu yaklaşımın bilimsel değerini belirginleştirdi. Bu nedenle Mendeleyev sıklıkla periyodik tablonun babası olarak anılır.

Mendeleyev’in adı, ölümünden sonra da farklı bilimsel kurum ve nesnelerde yaşatıldı. Atom numarası 101 olan sentetik element mendeleviyum onun onuruna adlandırıldı. Saint Petersburg’daki D. I. Mendeleyev Metroloji Enstitüsü, onun adını taşıyan kurumlardan biridir; aynı şehirde adına yapılmış bir anıt ve çalışmalarının arşivlerini içeren bir anma dairesi bulunur. Ay’ın uzak yüzündeki büyük bir çarpma krateri de Mendeleyev adını taşır. Rusya Bilimler Akademisi, 1965’ten bu yana bazı dönemlerde Mendeleyev Altın Madalyası vermiştir.

Bilimsel etkisi periyodik sistemle sınırlı kalmadı. Mendeleyev, 1868’de Rus Kimya Derneği’nin kurucuları arasında yer aldı; ölçü ve tartı standartlarının düzenlenmesine katkı sağladı ve Rusya’nın petrol endüstrisinin gelişimini inceledi. 1892’de ölçüm bürosunun başına geçmesi, bilimsel bilginin kamu kurumlarında ortak ve güvenilir ölçüm düzenine dönüşmesine örnek oluşturdu. Bu miras, onu hem kimya tarihinin hem de bilimsel ölçüm kültürünün önemli isimlerinden biri hâline getirdi.