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Dmitri Mendeleev
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Dmitri Mendeleev

TORIma Académie — Chimiste

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Dmitri Ivanovitch Mendeleev (MEN -dəl- AY -əf ; 8 février [OS 27 janvier] 1834 – 2 février [OS 20 janvier] 1907) était un chimiste russe connu pour…

Dmitri Ivanovitch Mendeleïev (MEN-dəl-AY-əf ; 8 février [OS 27 janvier] 1834 – 2 février [OS 20 janvier] 1907) était un éminent chimiste russe, célèbre pour avoir formulé la loi périodique et construit une première itération du tableau périodique des éléments. Il a exploité la loi périodique non seulement pour affiner les propriétés acceptées des éléments existants, telles que la valence et le poids atomique de l'uranium, mais également pour prédire avec précision les caractéristiques de trois éléments alors inconnus : le germanium, le gallium et le scandium. L'élément synthétique Mendelevium a ensuite été nommé en son honneur.

Dmitri Ivanovitch Mendeleïev (MEN-dəl-AY-əf ; 8 février [OS 27 janvier] 1834 - 2 février [OS 20 janvier] 1907) était un chimiste russe connu pour avoir formulé la loi périodique et créé une version du tableau périodique des éléments. Il a utilisé la loi périodique non seulement pour corriger les propriétés alors acceptées de certains éléments connus, telles que la valence et le poids atomique de l'uranium, mais également pour prédire les propriétés de trois éléments qui restaient encore à découvrir (le germanium, le gallium et le scandium). L'élément synthétique Mendelevium est nommé en son honneur.

Petite vie

Mendeleev est né à Verkhnie Aremzyani, un village situé près de Tobolsk en Sibérie, d'Ivan Pavlovich Mendeleev (1783-1847) et de Maria Dmitrievna Mendeleeva (née Kornilieva) (1793-1850). Son père, Ivan, a été directeur d'école et professeur de beaux-arts, de politique et de philosophie dans les gymnases de Tambov et de Saratov. Le père d'Ivan, Pavel Maximovitch Sokolov, était un prêtre orthodoxe russe originaire de la région de Tver. Conformément aux coutumes cléricales de cette époque, les enfants de Pavel reçurent de nouveaux noms de famille dès leur entrée au séminaire théologique ; Ivan a adopté le nom de famille Mendeleev, dérivé du nom d'un propriétaire local.

Maria Kornilieva appartenait à une famille importante de marchands de Tobolsk, reconnus comme les fondateurs de la première imprimerie de Sibérie. Leur lignée remonte à Yakov Korniliev, un homme posad du XVIIe siècle devenu un marchand prospère. En 1889, un bibliothécaire local affirmait dans un article du journal de Tobolsk que Yakov était un Teleut baptisé, une minorité ethnique alors appelée « Kalmouks blancs ». Cependant, en raison de l'absence de sources à l'appui et de faits biographiques documentés, cette affirmation est largement rejetée comme mythique par les biographes. Après la mort de Mendeleev en 1908, une nièce publia Chroniques familiales. Souvenirs de D. I. Mendeleev, racontant une « légende familiale » selon laquelle le grand-père de Maria aurait épousé « une beauté kirghize ou tatare », dont la mort l'aurait fait mourir de chagrin. Ce récit, cependant, entre en conflit avec les chroniques familiales documentées et manque de corroboration par l'autobiographie de Mendeleïev ou par les mémoires de sa fille ou de sa femme. Néanmoins, certains érudits occidentaux continuent de citer comme factuel la prétendue ascendance « mongole », « tatare », « tartare » ou « asiatique » de Mendeleïev.

Mendeleïev a reçu une éducation de chrétien orthodoxe, sa mère lui recommandant de « rechercher patiemment la vérité divine et scientifique ». Son fils, Ivan, rapporta par la suite que Mendeleïev s'était éloigné de l'Église, adoptant une forme de « déisme romantisé ».

Mendeleïev était le plus jeune d'une famille de 17 frères et sœurs ; son frère Pavel a déclaré que « seulement 14 sont restés en vie pour être baptisés », ce qui implique que les autres sont morts peu de temps après leur naissance. Le nombre précis des frères et sœurs de Mendeleïev reste un sujet de débat historique, avec des nombres variables rapportés selon différentes sources. Un revers important pour la stabilité financière de la famille s'est produit lorsque son père est devenu aveugle et a par conséquent perdu son poste d'enseignant. Cela a nécessité le retour au travail de sa mère, ce qui l'a amenée à relancer l'usine de verre familiale désaffectée. À l'âge de 13 ans, suite à la mort de son père et à la destruction de l'usine de sa mère par un incendie, Mendeleïev s'inscrit au gymnase de Tobolsk.

En 1849, la mère de Mendeleïev l'accompagna lors d'un voyage à travers la Russie, de la Sibérie à Moscou, dans le but d'assurer son inscription à l'Université de Moscou. Cependant, sa candidature à l’université n’a pas abouti. Par la suite, la mère et le fils se sont rendus à Saint-Pétersbourg, cherchant à être admis à l'alma mater de son père. La famille Mendeleïev, désormais aux prises avec des difficultés financières, a déménagé à Saint-Pétersbourg, où il a commencé ses études à l'Institut pédagogique principal en 1850. Après avoir obtenu son diplôme, il a contracté la tuberculose, ce qui a nécessité son déménagement dans la péninsule de Crimée, sur la côte nord de la mer Noire, en 1855. Pendant son séjour là-bas, il a été maître scientifique au 1er gymnase de Simferopol. En 1857, sa santé complètement rétablie, il retourna à Saint-Pétersbourg.

De 1859 à 1861, Mendeleïev mena des recherches à Heidelberg sur la capillarité des liquides et les principes de fonctionnement du spectroscope. Par la suite, en 1861, il écrit et publie un manuel intitulé Chimie organique, qui lui vaut le prestigieux prix Demidov de l'Académie des sciences de Saint-Pétersbourg.

Le 4 avril 1862, Mendeleïev se fiance avec Feozva Nikitichna Leshcheva et leur mariage eut lieu le 27 avril 1862 à l'église de l'Institut d'ingénierie Nikolaev de Saint-Pétersbourg, où il était employé comme enseignant. instructeur.

Mendeleïev fut nommé professeur à l'Institut technologique de Saint-Pétersbourg en 1864 et à l'Université d'État de Saint-Pétersbourg en 1865. En 1865, il obtint son doctorat en sciences avec une thèse intitulée « Sur les combinaisons de l'eau et de l'alcool ». En 1867, il obtint son poste à l'Université de Saint-Pétersbourg, où il commença à enseigner la chimie inorganique, succédant à Voskresenskii à ce poste. En 1871, ses efforts avaient élevé Saint-Pétersbourg au rang de centre de recherche chimique de renommée internationale.

Tableau périodique

En 1863, 56 éléments étaient connus, et de nouvelles découvertes se produisaient à un rythme annuel approximatif. Avant Mendeleev, d’autres scientifiques avaient également reconnu la nature périodique des éléments. John Newlands, par exemple, a formulé une loi des octaves en 1864, observant la périodicité des éléments basée sur le poids atomique relatif, et a publié cet ouvrage en 1865. La proposition de Newlands suggérait même l'existence d'éléments non découverts, comme le germanium. Cependant, son concept a été critiqué et n'a été officiellement reconnu par la Société des Chimistes qu'en 1887. Parallèlement, Lothar Meyer a également proposé un arrangement périodique, publiant un article en 1864 qui catégorisait 28 éléments selon leur valence, mais sans prédire les éléments nouveaux.

Après sa nomination comme enseignant en 1867, Mendeleïev a écrit les Principes de chimie (russe : Основы химии, romanisé : Osnovy khimii), un ouvrage qui est rapidement devenu le manuel faisant autorité à l'époque. Publié en deux volumes entre 1868 et 1870, le manuel a été élaboré par Mendeleïev alors qu'il préparait le matériel de cours. Durant cette période, il réalise sa percée scientifique la plus significative. En s’efforçant de classer les éléments en fonction de leurs propriétés chimiques, il a observé des modèles récurrents qui l’ont incité à formuler son tableau périodique. Mendeleïev a affirmé qu'il avait imaginé l'ensemble de la disposition des éléments dans un rêve :

J'ai vu dans un rêve une table où tous les éléments se mettaient en place comme requis. Au réveil, je l'ai immédiatement noté sur un morceau de papier, une correction n'a semblé nécessaire qu'à un seul endroit par la suite.

Même s'il n'était pas au courant des travaux contemporains sur les tableaux périodiques dans les années 1860, Mendeleïev a construit l'arrangement suivant :

En élargissant ce modèle, Mendeleïev a ensuite développé une version plus complète de son tableau périodique. Le 6 mars 1869, il fit une présentation officielle à la Société chimique russe, intitulée La dépendance entre les propriétés des poids atomiques des éléments. Cette adresse catégorise les éléments en fonction à la fois de leur poids atomique (actuellement appelé masse atomique relative) et de leur valence. Les principales affirmations de cette présentation étaient les suivantes :

  1. Les éléments, lorsqu'ils sont classés selon leur poids atomique, affichent une périodicité claire dans leurs propriétés.
  2. Les éléments possédant des propriétés chimiques analogues partagent des poids atomiques similaires (par exemple, Pt, Ir, Os) ou présentent des poids atomiques qui augmentent régulièrement (par exemple, K, Rb, Cs).
  3. Le regroupement des éléments par poids atomique croissant est en corrélation avec leurs valences et, dans une certaine mesure, avec leurs propriétés chimiques caractéristiques, comme en témoignent les séries Li, Be, B, C, N, O et F.
  4. Les éléments ayant les poids atomiques les plus faibles sont les plus largement distribués.
  5. Le poids atomique d'un élément dicte son caractère fondamental, reflétant la manière dont la magnitude d'une molécule définit la nature d'un corps composé.
  6. La découverte de nombreux éléments inconnus est attendue, notamment deux éléments analogues à l'aluminium et au silicium, dont les poids atomiques prévus sont compris entre 65 et 75.
  7. Le poids atomique d'un élément peut parfois nécessiter un ajustement en fonction des propriétés de ses éléments adjacents. Par exemple, le poids atomique du tellure devrait se situer entre 123 et 126, plutôt que 128. (L'hypothèse de Mendeleev selon laquelle le poids atomique doit augmenter de manière constante avec la position au cours d'une période s'est avérée plus tard incorrecte, car le poids atomique réel du tellure est de 127,6.)
  8. Les propriétés caractéristiques spécifiques des éléments sont prévisibles à partir de leurs poids atomiques.

Mendeleïev a publié son tableau périodique, englobant tous les éléments connus et en prédisant plusieurs nouveaux pour combler les lacunes, dans une revue en langue russe. Remarquablement, quelques mois plus tard seulement, Meyer a publié un tableau presque identique dans une revue de langue allemande. Cependant, Mendeleïev a la particularité unique de prévoir avec précision les propriétés des éléments qu'il a appelés ekasilicon, ekaaluminium et ekaboron (identifiés plus tard comme germanium, gallium et scandium, respectivement).

Mendeleïev a en outre proposé des modifications aux caractéristiques de certains éléments établis. Avant ses contributions, l'uranium était présumé posséder une valence de 3 et un poids atomique approximatif de 120. Mendeleïev a reconnu que ces chiffres n'étaient pas cohérents avec son tableau périodique, révisant ensuite à la fois une valence de 6 et un poids atomique de 240, ce qui se rapproche étroitement de la valeur contemporaine de 238.

Pour les trois éléments qu'il a prédits, Mendeleïev a utilisé les préfixes sanskrits *eka*, *dvi* et *tri* (signifiant respectivement un, deux et trois) dans leur nomenclature. Il a contesté plusieurs poids atomiques dominants, qui n'étaient alors mesurables qu'avec une précision limitée, affirmant leur divergence par rapport aux valeurs impliquées par sa loi périodique. Mendeleïev a observé que le tellure présentait un poids atomique plus élevé que l'iode ; cependant, il les a disposés dans le bon ordre, postulant à tort que les poids atomiques acceptés à l’époque étaient inexacts. Il a rencontré des difficultés pour positionner les lanthanides connus et a émis l'hypothèse d'une ligne supplémentaire pour le tableau, comprenant les actinides, qui représentaient certains des éléments les plus lourds en termes de poids atomique. Bien que certains contemporains aient ignoré les prédictions de Mendeleïev sur d'autres éléments, sa prévoyance a été validée par la découverte du gallium (Ga) en 1875 et du germanium (Ge) en 1886, qui occupaient précisément les deux positions vacantes.

L'application de préfixes sanskrits pour nommer les éléments « manquants » par Mendeleïev peut signifier sa reconnaissance de l'ancien sanskrit indien. grammairiens. Ces érudits avaient développé des théories linguistiques fondées sur leur identification de modèles bidimensionnels dans les sons de la parole, comme en témoignent les Śivasūtras dans la grammaire sanscrite de Pāṇini. Mendeleïev entretenait une relation amicale et professionnelle avec le sanskritiste Otto von Böhtlingk, qui compilait alors la deuxième édition de son travail sur Pāṇini, suggérant l'intention de Mendeleev de commémorer Pāṇini à travers la nomenclature qu'il avait choisie.

La version initiale de Mendeleïev fut par la suite découverte des années plus tard et publiée sous le titre Tentative System of Elements.

Dmitri. Mendeleïev est souvent reconnu comme l'ancêtre du tableau périodique. Il a désigné son arrangement tabulaire, ou matrice, comme « le système périodique ».

Vie ultérieure

En 1876, Mendeleïev rencontra Anna Ivanovna Popova et entama une relation amoureuse. En 1881, il proposa le mariage, menaçant apparemment de se suicider si elle refusait. Son divorce avec Leshcheva fut finalisé au début de 1882, à peine un mois après son mariage avec Popova le 2 avril. Malgré le divorce, Mendeleïev était techniquement un bigame, car l'Église orthodoxe russe imposait une période minimale de sept ans avant le remariage légal. Cette controverse conjugale, parallèlement à son divorce, a joué un rôle dans son exclusion de l'Académie russe des sciences, malgré sa renommée internationale considérable à l'époque. Sa fille issue de son deuxième mariage, Lyubov, épousa plus tard le distingué poète russe Alexandre Blok. Ses autres enfants comprenaient Vladimir, un fils et marin qui a participé au remarquable voyage oriental de Nicolas II, et Olga, une fille issue de son premier mariage avec Feozva, ainsi qu'un fils Ivan et des jumeaux d'Anna. Bien que Mendeleev ait reçu de nombreuses distinctions de la part d'institutions scientifiques à travers l'Europe, y compris la médaille Davy de la Royal Society de Londres en 1882 (qui lui a ensuite décerné la médaille Copley en 1905), il a démissionné de l'Université de Saint-Pétersbourg en août. 17, 1890. En 1892, il fut élu membre étranger de la Royal Society (ForMemRS) et en 1893, il assuma la direction du Bureau des poids et mesures, poste qu'il occupa jusqu'à sa disparition.

Mendeleev a également mené des recherches sur la composition du pétrole et a contribué à la création de la première raffinerie de pétrole de Russie. Il a reconnu le rôle essentiel du pétrole en tant que matière première pour la production pétrochimique. Une observation notable qui lui est attribuée postule qu'utiliser le pétrole comme simple combustible « serait analogue à allumer une cuisinière avec des billets de banque ».

Mendeleev a reçu neuf nominations pour le prix Nobel de chimie au cours des trois dernières années de sa vie, plus précisément en 1905, 1906 et 1907. En 1905, il a été intronisé à l'Académie royale des sciences de Suède et a obtenu trois nominations. L'année suivante, il cumula quatre nominations et le Comité Nobel de chimie recommanda officiellement à l'Académie suédoise que Mendeleïev reçoive le prix Nobel de chimie de 1906 pour sa découverte révolutionnaire du système périodique. Parallèlement, il a également été élu membre international de l'American Philosophical Society. La section de chimie de l'Académie suédoise a approuvé cette recommandation. En règle générale, l'académie ratifiait la sélection du comité, une pratique observée dans presque tous les cas. Cependant, lors de la réunion plénière de l'académie, Peter Klason, membre dissident du comité Nobel, a proposé de manière inattendue Henri Moissan, son candidat préféré. Svante Arrhenius, bien qu'il ne soit pas membre du Comité Nobel de chimie, a exercé une influence significative au sein de l'académie et a plaidé pour le rejet de Mendeleïev. Arrhenius a soutenu que la découverte du système périodique était trop historique pour justifier une reconnaissance en 1906. Les récits contemporains suggèrent que la motivation d'Arrhenius provenait d'une animosité personnelle envers Mendeleev, qui avait critiqué la théorie de la dissociation d'Arrhenius. Après d'intenses débats, la majorité de l'académie a finalement choisi Moissan par un seul vote. Les deux nominations de Mendeleïev en 1907 furent également contrecarrées par l'opposition inébranlable d'Arrhenius.

En 1907, Mendeleïev décéda à Saint-Pétersbourg à l'âge de 72 ans, succombant à la grippe. Sa dernière déclaration à son médecin fut : "Docteur, vous avez la science, j'ai la foi", une déclaration potentiellement attribuable à Jules Verne.

Contributions scientifiques supplémentaires

Au-delà de ses travaux sur le système périodique, Mendeleïev a fait progresser de manière significative diverses disciplines scientifiques. Lev Chugaev, un éminent chimiste et historien des sciences russe, a proposé la caractérisation suivante de Mendeleev :

un brillant chimiste, un physicien éminent et un chercheur prolifique dans divers domaines, notamment l'hydrodynamique, la météorologie, la géologie, des domaines spécifiques de la technologie chimique (tels que les explosifs, le pétrole et les carburants) et d'autres disciplines étroitement liées à la chimie et à la physique. Il a également été reconnu comme une autorité complète dans le domaine de l'industrie chimique et de l'industrie en général, ainsi que comme un théoricien économique innovant [...]

En 1868, Mendeleïev a cofondé la Société chimique russe. Ses recherches se sont également étendues aux aspects théoriques et pratiques des politiques commerciales protectionnistes et de la science agricole.

Poursuivant une interprétation chimique de l'éther, Mendeleïev a émis l'hypothèse de l'existence de deux éléments chimiques inertes dont le poids atomique est inférieur à celui de l'hydrogène. Il a postulé que le plus léger de ces éléments hypothétiques était un gaz omniprésent et omniprésent, tandis que le légèrement plus lourd était un élément proposé qu'il a appelé coronium.

Mendeleïev a consacré des recherches approfondies et a apporté des contributions significatives à l'élucidation de la nature fondamentale des composés indéterminés, en particulier des solutions.

Dans le domaine de la chimie physique, Mendeleïev a mené des recherches sur la dilatation thermique des liquides, formulant une équation analogue à la loi de Gay-Lussac concernant la dilatation uniforme des gaz. De plus, en 1861, il préfigura le concept de température critique des gaz de Thomas Andrews en définissant le point d'ébullition absolu d'une substance comme la température à laquelle la cohésion et la chaleur de vaporisation diminuent jusqu'à zéro, provoquant la conversion du liquide en vapeur, indépendamment de la pression et du volume. poudre sans fumée à base de nitrocellulose. Bien que cette invention ait été commandée par la marine russe, elle n’a finalement pas été adoptée pour son utilisation. En 1892, Mendeleïev a supervisé sa production.

Mendeleïev a étudié la genèse du pétrole, concluant que les hydrocarbures sont abiogéniques et proviennent des profondeurs de la Terre. Il affirmait : "Le fait fondamental à observer est que le pétrole trouve son origine dans les profondeurs de la Terre et que sa source doit être recherchée exclusivement là-bas."

Efforts non chimiques

À partir des années 1870, ses publications s'étendent bien au-delà du domaine de la chimie, englobant des analyses des secteurs industriels russes et des défis techniques liés à la productivité agricole. Ses recherches portaient également sur les préoccupations démographiques, soutenaient les recherches sur la mer Arctique, cherchaient à quantifier l'efficacité des engrais chimiques et plaidaient en faveur du développement de la marine marchande. Il a fait preuve d'un dévouement particulier au développement de l'industrie pétrolière russe, en menant des analyses comparatives approfondies avec l'industrie plus avancée de Pennsylvanie. Bien qu'il n'ait pas de formation formelle en économie, ses observations approfondies des pratiques industrielles au cours de ses voyages en Europe ont éclairé son point de vue, le conduisant en 1891 à aider à persuader le ministère des Finances d'appliquer des tarifs douaniers temporaires destinés à nourrir les industries russes naissantes.

En 1889, il a été élu membre honoraire de la Société littéraire et philosophique de Manchester. L'année suivante, en 1890, il abandonna son poste de professeur à l'Université de Saint-Pétersbourg en raison d'un désaccord avec les responsables du ministère de l'Éducation concernant le traitement des étudiants universitaires. En 1892, il fut nommé directeur du Bureau central russe des poids et mesures, où il dirigea les efforts visant à normaliser les prototypes fondamentaux et les protocoles de mesure. Il a établi un système d'inspection complet et a joué un rôle déterminant dans l'introduction du système métrique en Russie.

Il a activement contesté les affirmations scientifiques du spiritualisme, affirmant que l'idéalisme métaphysique ne constituait rien de plus qu'une superstition mal informée. Il a exprimé une inquiétude considérable quant à l'acceptation généralisée du spiritualisme dans la culture russe et à son impact néfaste sur la recherche scientifique.

Le mythe standard de la vodka

Un récit russe largement diffusé attribue à Mendeleïev l'établissement de la teneur standard de 40 % pour la vodka. Par exemple, le marketing de la vodka Russian Standard affirme : « En 1894, Dmitri Mendeleïev, le plus grand scientifique de toute la Russie, a reçu le décret fixant la norme de qualité impériale pour la vodka russe et le « Russian Standard » est né. D'autres sources font également référence à « la plus haute qualité de vodka russe approuvée par la commission gouvernementale royale dirigée par Mendeleïev en 1894 ».

En réalité, la norme des 40 % avait été mise en œuvre par le gouvernement russe en 1843, alors que Mendeleïev n'avait que neuf ans. S'il est exact que Mendeleïev a pris la direction des Archives des poids et mesures à Saint-Pétersbourg en 1892, puis les a transformées en bureau gouvernemental l'année suivante, le mandat de cette institution était de normaliser les poids et instruments de mesure du commerce russe, et non d'établir des normes de qualité de production. De plus, la thèse de doctorat de Mendeleïev de 1865, intitulée « Un discours sur la combinaison de l'alcool et de l'eau », examinait exclusivement les concentrations d'alcool de qualité médicale dépassant 70 % et ne contenait aucune discussion concernant la vodka.

Commémoration

De nombreux lieux et artefacts sont associés au nom et aux réalisations du scientifique.

À Saint-Pétersbourg, l'Institut de métrologie D. I. Mendeleïev, qui fait office d'Institut national de métrologie, a été nommé en son honneur ; cette institution est chargée d'établir et de maintenir des normes nationales et mondiales pour des mesures précises. À côté de l'institut se dresse un monument qui lui est dédié, avec une statue assise et une gravure de son tableau périodique sur la façade du bâtiment.

Dans le bâtiment des Douze Collégiales, qui sert actuellement de centre central de l'Université d'État de Saint-Pétersbourg et était l'Institut pédagogique principal à l'époque de Mendeleïev, l'appartement du musée commémoratif Dmitri Mendeleïev abrite ses archives. L'artère située devant ces bâtiments porte son nom, connue sous le nom de Mendeleevskaya liniya (ligne Mendeleïev).

À Moscou, l'Université de technologie chimique D. Mendeleïev de Russie porte son nom.

Le mendelevium, un élément chimique synthétique désigné par le symbole Md (anciennement Mv) et possédant un numéro atomique de 101, a été nommé en l'honneur de Mendeleïev. Cet élément est un membre transuranien métallique et radioactif de la série des actinides, généralement synthétisé par le bombardement de l'einsteinium avec des particules alpha.

Le minéral mendeleevite-Ce, de formule chimique Cs
6
(Ce
22
Ca
§2425§
)(Si
70
O
175
)(OH,F)
§51
52§
(H
§6061§
O)
§6970§
, a été officiellement nommé en l'honneur de Mendeleev en 2010. Par la suite, l'espèce apparentée mendeleevite-Nd, représentée par la formule Cs
§8081§
[(Nd,REE)
§89
90§
Ca
§9899§
](Si
§107108§
O
175
)(OH,F)
§125126§
(H
§134135§
O)
§143144§
, a été caractérisé et décrit en 2015.

L'important cratère d'impact lunaire Mendeleïev, situé sur la face cachée de la Lune, est également nommé en hommage au scientifique.

Depuis Depuis 1965, l'Académie des sciences de Russie décerne périodiquement la Médaille d'or de Mendeleïev.

Le 182e anniversaire de Mendeleïev a été commémoré le 8 février 2016 par le biais d'un doodle Google dédié.

Travaux

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