门捷列夫出生在西伯利亚托博尔斯克附近的维尔赫尼阿雷姆扎尼村，父母分别是伊万·帕夫洛维奇·门捷列夫(1783-1847年)和玛丽亚·德米特里耶夫娜·门捷列夫(1793-1850年)。[3][4]他的祖父帕维尔·马克西莫维奇·索科洛夫是来自特维尔地区的俄罗斯东正教牧师。[5]伊万和他的兄弟姐妹们在神学院上学时获得了新的姓氏。[6]他在坦波夫和萨拉托夫高级中学分别担任校长、美术、政治和哲学教师。[7]
玛丽亚·科尼里耶娃来自一个著名的托博尔斯克商贾望族，创建了第一家西伯利亚印刷厂，他们的祖先可以追溯到雅科夫·科尼里耶娃，一个成为富有商人的 17世纪上流社会人士。[8][9] 1889年，一位当地图书管理员在托博尔斯克报纸上发表了一篇文章，他在文章中声称雅科夫是受洗的特莱乌特人，即当时被称为“白人卡尔米克斯”的少数民族。[10]由于没有提供任何消息来源，也没有任何关于雅科夫生活的记录在案的事实被披露，传记作者普遍认为这是一个传说。[11][12] 1908年，门捷列夫死后不久，他的侄女出版了《家庭编年史——关于门捷列夫的回忆》，其中讲述了一个“家族传奇故事”：玛丽亚的祖父与他深爱的一个吉尔吉斯或鞑靼美人结婚了，当她去世后，他也死于悲伤。[4][13][14] 然而，这与已证实的家庭编年史相矛盾，书中的传说也都缺乏可靠的佐证，如门捷列夫自传、其女儿或妻子的回忆录。然而一些西方学者仍然将门捷列夫所谓的“蒙古人”、“鞑靼人”或简单归为“亚洲人”的血统作为事实。[15][16][17][18]
门捷列夫从小就是东正教徒，他的母亲鼓励他“耐心地寻找神圣和科学的真理”。[19]他的儿子后面会见证，他离开了教会，接受了一种“浪漫的自然神论”。[20]
门捷列夫是17个兄弟姐妹中最小的，根据门捷列夫的哥哥帕维尔的说法，其中“只有14个活着受洗”，这意味着其他人在出生后不久就夭折了。[7] 门捷列夫兄弟姐妹的确切人数说法不一，这仍然是一个有历史争议的问题。[21][22] 为了家庭的经济利益，他的父亲不幸失明了，失去了教书的职位。而他的母亲被迫工作，重新开起了她家族废弃的玻璃工厂。13岁时，在经历父亲去世和母亲的工厂被大火烧毁后，门捷列夫来到托博尔斯克中学。
1849年，母亲带着门捷列夫从西伯利亚穿越俄罗斯来到莫斯科，目的是让门捷列夫接受高等教育，然而莫斯科大学将他拒之门外。母亲和儿子继续前往圣彼得堡，来到了父亲的母校。贫穷的门捷列夫一家搬到了圣彼得堡，他于1850年进入了那里的师范学院。毕业后，他染上了肺结核，导致他于1855年搬到黑海北部海岸的克里米亚半岛。在那里，他成为第一辛菲罗波尔学校的科学硕士。1857年，他恢复健康又回到了圣彼得堡。
1859年至1861年间，他在海德堡从事液体毛细现象和分光镜工作原理的研究。1861年晚些时候，他出版了教科书《有机化学》。[23]这为他赢得了彼得堡科学院的德米多夫奖。[23]
1862年4月4日，他与费奥兹瓦·尼基契纳·莱什切娃订婚，他们于1862年4月27日在圣彼得堡尼古拉夫工程学院教堂结婚(他执教的地方)。[24]
门捷列夫分别于1864年和1865年在圣彼得堡理工学院和圣彼得堡国立大学担任教授。[23]1865年，他因论文《论酒精与水的混合》而成为科学博士。他于1867年在圣彼得堡大学获得终身教职，同时接替沃斯克里森斯基开始教授无机化学。[23][到1871年，他已经带领圣彼得堡成为了国际公认的化学研究中心。
1876年，门捷列夫迷恋上安娜·伊万诺夫·波波娃，并开始追求她；1881年，他向她求婚，并威胁说如果她拒绝，就自杀。1882年初，门捷列夫与波波娃结婚一个月后(4月2日[25])，他与莱什切娃的婚姻才宣告结束。即使在离婚后，门捷列夫在严格意义上还是一个重婚者；俄罗斯东正教要求至少七年后才可以合法再婚。他的离婚和周围的争议导致他未能被俄罗斯科学院录取(尽管那时他在国际上很出名)。他与第二任妻子生的女儿吕博夫成为俄罗斯著名诗人亚历山大·布洛克的妻子。他的其他孩子有与第一任妻子生的儿子弗拉基米尔(一名水手，他参加了著名的尼古拉斯二世的东方之旅)和女儿奥尔加，还有与第二任妻子生的儿子伊万和一对双胞胎。
尽管门捷列夫得到了全欧洲科学组织的广泛赞誉，1882年伦敦皇家学会授予他戴维奖章(后来又在1905年授予他科普利奖章)，[26]但他于1890年8月17日从圣彼得堡大学辞职。1892年，门捷列夫被选为英国皇家学会的外国会员，[27]1893年，他被任命为英国度量衡局局长，直至去世。[28]
门捷列夫还研究了石油的成分，帮助建立了俄罗斯第一家炼油厂。他认识到石油作为石化产品原料的重要性。他曾说过，石油作为燃料，“就像用钞票烧厨房的炉子”。[29]
1905年，门捷列夫被选为瑞典皇家科学院院士。次年，诺贝尔化学委员会建议瑞典科学院将1906年诺贝尔化学奖授予门捷列夫，以表彰他对周期系统的发现。瑞典科学院化学科支持这项建议。科学院按照以往惯例，当时应该会批准委员会的选择。然而出人意料的是，在科学院的全体会议上，诺贝尔委员会持不同意见的成员彼得·克拉森(Peter Klason)提议让他支持的亨利·莫伊萨参选。另一方面，斯万特·阿伦尼乌斯虽然不是诺贝尔化学委员会的成员，但在科学院中有很大的影响力，他也极力反对门捷列夫的入选，认为周期系统是太早期的成果不再适合1906年的奖项。根据同辈人的说法，阿伦尼乌斯是出于对门捷列夫批判其离解理论的怨恨。经过激烈的辩论，科学院的成员以一票之差选择了穆瓦桑。[30]1907年提名门捷列夫的尝试再次因阿伦尼乌斯的强烈反对而落空。[31]
1907年，门捷列夫在圣彼得堡死于流感，享年72岁。他的临终遗言是对他的医生说的:“医生，你有科学，我有信仰”，这可能是出自儒勒·凡尔纳的名言。[32]
月球上的门捷列夫陨石坑，以及元素号 101，放射性的钔元素，是以他的名字命名的。
1863年，共有56种已知元素，新元素的发现速度约为每年一种。其他科学家也曾发现过元素的周期性。1864年，约翰·纽兰兹根据元素的相对原子量排列得到了它们的周期性，描述为八度定律，并于1865年发表了该定律。他的理论确定了锗等新元素的潜在性。然而这一概念受到批判，直到1887年才得到化学家协会的认可。另一个提出元素周期表的人是洛塔尔·迈耶，他在1864年发表了一篇论文，描述了28种按原子价分类的元素，但是没有预测到新的元素。
在1867年成为一名教师后，门捷列夫写了他那个时代最权威的教科书《化学原理》(两卷，1868-1870)。这是他为他的课程准备课本时编写的。[23]正是这个阶段，他获得了最重要的发现。[23]当门捷列夫试图根据元素的化学性质对其进行分类时，他注意到一些规律，促使他提出了元素周期表的假设，他声称自己在梦中设想了所有元素的完整排列：[33][34][35][36][37]
我在梦里看到一张桌子，所有的元素都按要求摆放到位。醒来后，我立即把它写在一张纸上，只有一个地方后来似乎需要修改。
——门捷列夫，引自Inostrantzev [38] [39]在不知道19世纪60年代关于周期表早期工作的情况下，门捷列夫制作了下表:
| Cl 35.5 | K 39 | Ca 40 |
| Br 80 | Rb 85 | Sr 88 |
| I 127 | Cs 133 | Ba 137 |
门捷列夫按照这种模式添加额外的元素，从而扩展了他的周期表。[40][41] 1869年3月6日，他向俄罗斯化学学会做了一次正式报告，题为《元素原子量与性质之间的相关性》，根据原子量(现在称为相对原子量)和原子价来描述元素。[42][43] 这份报告指出：
门捷列夫在一份俄语杂志上发表了他的元素周期表，包含所有已知元素以及几个预测出的新元素。仅仅几个月后，迈耶在一份德语杂志上发表了一份几乎完全相同的表。[44][45] 门捷列夫周期表的独特之处在于能够精确预测出被他称为ekasilicon、ekaaluminium和ekaboron(分别是锗、镓和钪)元素的质量。
对于门捷列夫预测的八个元素，他在命名时使用了eka、dvi和tri(梵文一、二、三)的前缀。门捷列夫对目前公认的一些原子量提出了质疑(当时只能用相对较低的精确度来测量)，他指出，这些原子量与他的周期律不相符。他注意到碲的原子量比碘高，他将它们按正确的顺序排列，但错误地预测当时公认的原子量有问题。他不知道该把已知的镧系元素放在哪里，同时预测出表上应该还有另一排锕系元素，它们是原子量最重的那部分元素。有些人对门捷列夫预测会有更多的元素不以为然，但当镓(gallium)和锗(germanium)分别在1875年和1886年被发现时，门捷列夫的预测被证明是正确的，完全符合表上两个缺失的元素。[46]
门捷列夫用梵语命名他的“缺失”元素，这体现了他对古代印度梵语语法学家的赞赏和感激。古代印度梵语语法学家发现了基本声音的二维模式，并在此基础上创立了复杂的语言理论。门捷列夫是梵文学家奥托·冯·赫特林克的朋友和同事，当时赫特林克正在准备他的第二版梵语文法（Pāṇini）[47]书,门捷列夫希望用新元素的命名来致敬梵语文法（Pāṇini）。[48]kiparsky教授指出，周期表和梵语文法中的介绍性词汇有惊人的相似之处，他说:
这两个体系之间的相似之处令人震惊。正如梵语文法（Pāṇini）发现语言中的语音模式是发音特性的函数一样，门捷列夫发现元素的化学性质是原子量的函数。
像梵语文法（Pāṇini）一样，门捷列夫是通过寻找元素的“语法”(使用他所说的同构原理，寻找生成可能的化合物的通用公式)才发现这些元素的。
正如梵文语法（Pāṇini）按照语音复杂度增加的顺序排列声音一样(例如，将简单的塞音k，p……放在其他塞音之前，用像kU、pU这样的表达式表示所有的塞音，而门捷列夫按照原子量增加的顺序排列元素，并将第一行元素(如氧、氮、碳等)称为“典型(或代表性)元素”。
正如梵语文法（Pāṇini）在系统简单性要求下打破了语音的平行性，例如把鼻音中的软颚音放在唇音的右边，所以门捷列夫在原子量冲突时优先考虑同构，例如把铍放在镁族中，即使从原子量来看它似乎属于氮和磷，但它的结构更接近镁族。上面两个例子中，他们发现的周期现象后来将由元素内部结构的理论来解释。[49]
门捷列夫的初稿几年后被发现，并以暂定元素系统的名称出版。[50]
德米特里·门捷列夫常被称为周期表之父。他把他的表或矩阵称为“周期系统”。[51]
门捷列夫对化学做出了其他重要贡献。俄罗斯化学家和科学历史学家列夫·楚加耶夫(Lev Chugaev)将他描述为“天才化学家、一流的物理学家、一名在流体力学、气象学、地质学、化工技术的某些分支(例如炸药、石油和燃料)，以及与化学和物理相连的其他学科的富有成果的研究者、是化学工业和一般工业的绝对的专家，是经济领域的原创型思想家。”门捷列夫是1869年俄罗斯化学学会的创始人之一。他从事保护主义贸易的理论和实践以及农业方面的工作。
在尝试建立乙醚的化学概念时，门捷列夫提出过一个假设，即存在两种原子量小于氢的惰性化学元素。[28]这两种被提到的元素中，他认为较轻的是一种渗透力强、无所不在的气体，而稍重的是癚（假想的一种元素）。
门捷列夫投入了大量的研究，并为溶液等无定形化合物性质的确定作出了重要贡献。
在物理化学系的另一个部门，门捷列夫研究了液体受热膨胀，并设计了一个类似于盖伊-卢斯萨克气体膨胀均匀性定律的公式，而在1861年，他将物质的绝对沸点定义为凝聚和蒸发热等于零且液体变为蒸汽时的温度，而不管压力和体积如何，这一定义预见了托马斯·安德鲁斯气体临界温度的概念。[28]
门捷列夫被认为是将公制引入俄罗斯帝国的功臣。
他发明了火棉胶，一种基于硝化纤维的无烟粉末。这项工作原本是由俄罗斯海军委托进行的，但是海军最终并没有采用它，门捷列夫1892年自己组织制造。
门捷列夫研究了石油的来源，并得出结论：碳氢化合物的产生是非生物成因，形成于地球深处。他写道：“最重要的事实是石油诞生于地球深处，只有在那里我们才能找到它的来源。”(德米特里·门捷列夫，1877)[52]
俄罗斯一个非常流行的故事是，1894年，门捷列夫被任命为度量衡局局长负责制定新的伏特加生产的国家标准，他提出了伏特加40%的标准浓度。这个故事被俄标伏特加生产品牌用于营销，他们称：“1894年，全俄罗斯最伟大的科学家德米特里·门捷列夫(Dmitri Mendeleev)接到任令，来制定俄罗斯伏特加的国家质量标准，就这样‘俄罗斯标准’诞生了”，[53]或称其“符合门捷列夫领导的皇家政府委员会于1894年批准的俄罗斯伏特加的最高质量标准”。[54]
虽然门捷列夫确实在1892年成为圣彼得堡度量衡档案馆的负责人，并在第二年将其发展成为一个政府部门，但该机构从未参与制定任何生产质量标准，而是负责俄罗斯贸易度量衡标准化仪器的发布。此外，1843年俄罗斯政府就已经引进了40%的标准浓度，而那时门捷列夫九岁。[54]
整个故事是基于一个流行的传说，门捷列夫1865年的博士论文《论酒精与水的混合》有了这样一个陈述，38%是伏特加的理想浓度，后来为了简化酒税的计算，这个数字被四舍五入到40%。然而，门捷列夫的论文关于酒精浓度的研究超过了70%，不过他也从未写过任何关于伏特加的文章。[54][55][56]
许多地方和物质都与这位科学家的名字和成就有关。
他的名字（D.I. Mendeleev）被用来命名国家计量研究所，即圣彼得堡门捷列夫计量研究所。[57]该所负责建立并支持国家及世界范围内精确测量相关的标准。研究所旁边是他的纪念碑，有他的坐像和一堵绘有周期表的建筑墙。
在现在的圣彼得堡国立大学的中心，曾经的第12栋楼，门捷列夫时代的教育学院，建有德米特里·门捷列夫的纪念博物馆 [58]并存有他的档案。楼前面的街道也以他的名字命名为门捷列夫路。
莫斯科有俄罗斯门捷列夫化学技术大学。[59]
以他的名字命名还有mendelevium，这是一种合成化学元素，符号为Md（原Mv），原子序数为101。它是锕系中的一种金属放射性超铀元素，通常由α粒子轰击锿而合成。
矿物质Cs6(Ce22Ca6)(Si70O175)(OH，F)14(H2O)21，在2010年以门捷列夫的名字命名为mendeleevite-Ce。[60][相关的矿物质Cs6[(Nd,REE)23Ca7](Si70O175)(OH,F)19(H2O)16在2015年被命名为mendeleevite-Nd。 [61]
从地球上看，位于月球远端的一个巨大的月球撞击坑也以这位科学家的名字命名为门捷列夫。
自1965年以来，俄罗斯科学院不定期颁发门捷列夫金质奖章。[62]
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