Série Histoire des sciences : Dmitri Ivanovitch Mendeleïev (1834 – 1907)

Jeunesse et études de Mendeleïev

Dmitri naît le 8 février 1834 dans une famille pauvre à Tobolsk en Sibérie (Empire Russe). Peu après la mort de son père le jeune Dmitri et sa famille s’installent à Saint-Pétersbourg où il rentre à l’université à l’âge de 16 ans.

Il y étudie la chimie, la biologie, la physique et la pédagogie. Une fois son diplôme obtenu, il part quelques années à l’étranger (à Paris où il travaille sur la densité des gaz et à Heidelberg (Allemagne) où il étudie le fonctionnement du spectroscope). Il retourne par la suite, en 1863, à Saint-Pétersbourg pour occuper un poste d’enseignant à l’institut technologique et à l’université de Saint-Pétersbourg.

Dmitri Mendeleïev en 1897

En 1865, il soutient sa thèse de doctorat qui s’intitule « Considérations sur la combinaison de l’alcool et de l’eau » puis est nommé professeur de chimie minérale à l’université de Saint-Pétersbourg deux ans plus tard.

Les savants européens cherchent à percer les mystères de la composition de la matière

Depuis l’antiquité plusieurs théories se font face sur la nature de la matière. En effet, Démocrite prétend que la matière n’est pas indéfiniment divisible qu’elle est constituée de particules insécables : les atomes.

Malgré les efforts de Démocrite et de ses disciples, cette théorie est rapidement supplantée par celle d’Aristote qui prétend que la matière est constituée de seulement quatre éléments : la terre, l’eau, l’air et le feu.

Buste de Démocrite

Il faudra attendre le XVIIème siècle pour que la vision du monde d’Aristote soit remise en cause. En effet, en 1661, Robert Boyle publie « The sceptical chemist », publication dans laquelle il rejette l’idée d’Aristote.

Dans son livre il prétend que les éléments sont des entités parfaitement indépendantes et uniques en leur genre qui ne peuvent pas être réduite ou décomposées davantage. Si les travaux du chimiste Irlandais sont encore bien loin des connaissances actuelles sur l’état de la matière, ils permettent à ses successeurs d’avoir une autre approche et différentes classifications verrons le jour avant les travaux de Mendeleïev.

C’est notamment le cas à la fin du XVIIIème siècle où Antoine-Laurent de Lavoisier, considéré comme le père de la chimie moderne, propose une première tentative de classification. Trente-sept corps simples avaient été identifiés par le Français qui les regroupa en fonction de leurs comportements lors de certaines réactions chimiques qui considérait, encore, malgré toutes ses découvertes, la lumière et la chaleur comme des éléments.

Antoine Laurent de Lavoisier en compagnie de sa femme dans son laboratoire

Les travaux de ce scientifique brillants seront interrompu par son arrestation lors de la terreur qui fait suite à la révolution de 1789 et il sera condamné à mort puis guillotiné. D’après le président du tribunal révolutionnaire, Jean Baptiste Coffinhal « La république n’a pas besoin de savants, ni de chimiste ».

Par la suite, le chimiste anglais John Dalton, prouvera, en 1808, l’existence des atomes ce qui entrainera la publication de plusieurs nouvelles classifications des éléments par de nombreux scientifiques européens (Johann Döbreiner (1817), Alexandre-Emile Béguyer de Chancourtois (1860) et John Newlands qui propose la première classification périodique en 1864).

Le tableau périodique de Mendeleïev

Lorsque qu’il se lance dans ses propres recherches, Mendeleïev abouti aux mêmes conclusions que ses collègues européens. Le russe décide de classer les éléments par ordre croissant de masse atomique (correspond à la somme du nombre de proton et de neutron dans le noyau atomique d’un atome) et il constate que les propriétés des éléments se répètent suivant un ordre régulier, périodique.

Lorsqu’il fabrique son tableau, il constate qu’en respectant les périodes, avec tous les éléments découverts à l’époque, que son tableau est incomplet. Persuadé que son modèle est le bon, il part du principe que si des cases sont vides, c’est que des éléments encore inconnus doivent les occuper.

Il faudra attendre 1875 et la découverte du Gallium par le chimiste français François Lecoq Boisbaudran pour que les scientifiques constatent que, grâce à son tableau, Mendeleïev, avait prédit les principales propriétés de ce nouvel élément.

tableau périodique des éléments chimiques
Tableau de Mendeleïev ou tableau périodique des éléments chimiques

La classification, connue aujourd’hui sous le nom de tableau périodique ou bien tableau de Mendeleïev, permet donc non seulement de présager l’existence de nouveaux éléments mais également de prédire leurs propriétés et caractéristiques.

D’autres découvertes vinrent compléter les connaissances en termes de composition de la matière, Thompson, découvrira en 1897, l’électron (particule chargée négativement) et Ernest Rutherford démontre en 1911 que l’atome est constitué d’un noyau chargé positivement autour duquel gravite des électrons.

Dmitri Mendeleïev en 1897
Dmitri Mendeleïev en 1897

En parallèle de ses découvertes et de ses travaux sur la classification des éléments, Mendeleïev sera nommé directeur du bureau des poids et mesures de Saint-Pétersbourg. Il travaille également pour la nouvelle industrie pétrolière et fait tout son possible pour que la Russie puisse augmenter la production de cette nouvelle matière première qui deviendra vite indispensable.

En récompense de ses travaux il recevra de nombreuses distinctions et médailles (de la Royal society of chemistry britannique notamment). En 1955, l’élément 101 sera baptisé mendélévium en son honneur.Dmitri Mendeleïev meurt le 2 février 1907 à l’âge de 72 ans et est enterré au cimetière Volkovo à Saint-Pétersbourg.


Pour en savoir plus sur Mendeleïev et le tableau périodique :

La classification périodique des éléments. La merveille fondamentale de l’univers, Paul Depovere (2015)

Dmitri Mendeleïev et la loi périodique, Paul Kolodkine (1963)

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