В 90-х годах растет известность Д.И. Менделеева за рубежом. Выходят издания его «Основ химии» на английском (1891) и французском (1895) языках. Он участвует в праздновании юбилеев Кембриджского и Оксфордского университетов в Англии (1894). Оба университета избрали Менделеева своим почетным членом.
К этому времени почти все крупнейшие университеты, научные общества и академии мира отметили выдающиеся заслуги русского ученого присуждением ему почетных званий или избранием своим членом.
В 1899 г. состоялась поездка Д.И. Менделеева на Урал и в Тобольск. Одним из поводов для нее было желание Д.И. Менделеева побывать на своей родине, как он предчувствовал, в последний раз в жизни. Однако основная цель командировки обуславливалась необходимостью квалифицированного решения очень важных государственных проблем: в чем причины медленного развития железорудной промышленности на Урале, какое количество чугуна и железа могут давать металлургические заводы Урала. Можно ли производить их дешевле?
Итогом поездки стала объемная (более 1000 с.) книга «Уральская железная промышленность в 1899 году». Основной вывод экспедиции состоял в том, что имеющиеся на Урале сырье и топливо достаточны для перспективного развития этого края. Однако условий для дальнейшего развития не было, так как много земель находилось в руках крупных земледельцев, а государственные земли осваивались медленно, поскольку средств казна отпускала недостаточно. Поэтому Д.И. Менделеев сделал вывод, что полный расцвет горной и металлургической промышленности в России не может совершиться без коренных изменений в законах, касающихся недр Земли. Он считал, что «нужда Урала» не в запасах руд. А, прежде всего в разумном использовании тех богатств, которыми обладает государство.
Последние годы жизни Д.И. Менделеев работает главным образом над изданиями: «Основы химии», «Заветные мысли» и «К познанию России». Большую известность принесли его статьи по педагогическим вопросам, печатавшиеся сначала в газете «Россия», а затем объединенные в книгу «Заметки о народном просвещении России».
В 1900 г. министр народного просвещения П.С. Ванновский предлагал Менделееву быть его заместителем (товарищем). Однако к этому времени направление государственной службы Д.И. Менделеева уже определилось. Палата мер и весов играла очень важную роль в организации науки и промышленности, Менделеев даже предлагал переименовать ее в «Управление мер и весов» и предоставить большую самостоятельность в решении метрологических вопросов. Поэтому Дмитрий Иванович отказался от предложения П.С. Ванновского.
Однако развитию народного образования он придавал огромное значение, относя его к одной из главных надобностей России. Наиболее крупной работой Менделеева по педагогическим вопросам стал «Проект училища наставников» (1906), в котором рассматривались вопросы организации высшего педагогического учебного заведения, в том числе состав учащихся и педагогов, местность, помещение, оборудование и т.д. Училище предполагалось построить где-нибудь на берегах Волги, вдали от больших городов с их шумом и отвлечениями, поскольку «истина, - как считал Менделеев, открывается в тиши тем, кто ее разыскивает». Проект был одобрен, но не осуществлен ввиду недостатка средств.
Д.И. Менделееву было отказано в одобрении строительства ледокола для путешествия в высоких широтах Арктики. Лишь в 1960-х годах приют был восстановлен по черновикам, хранившимся в архиве Д.И. Менделеева. Испытания модели ледокола Менделеева показали, что по ходовым качествам он не уступает современным ледоколам.
В 900-х годах растет число событий, которые стали для Менделеева причиной тяжелых переживаний: смерть брата Павла, сына Владимира, внука Мити. Но, как вспоминают близкие Д.И. Менделеева, наиболее тяжело он переживал поражение России в русско-японской войне. Когда пришло известие о гибели русской эскадры у Цусимы, Менделеев сказал, что этого могло не случиться, если бы для эскадры был проложен путь по северным морям. Защита престижа Родины была глубоким мотивом многих его работ.
В 1906 г. Д.И. Менделеев начал большую работу над книгой «К познанию России», которую он выполнял, пользуясь обширными статистическими сведениями о развитии России в сравнении с другими странами. Очень интересны выполненные Менделеевым определения центра поверхности и центра народонаселения России, проведенные им с сыном Иваном - студентом математического факультета университета. Центр поверхности России, по расчетам ученого, находится на Крайнем Севере, между великими сибирскими реками Обью и Енисеем, рассчитанный им на основании переписи населения России в 1897 г., находился тогда примерно около Тамбова. Однако центр населенности в связи с развитием производительных сил и освоением новых земель непрерывно перемещается. Д.И. Менделеев предсказал, что центр населенности через несколько десятилетий действительно имеет место в наши дни.
В четверг, 11 января 1907 г. Палату мер и весов посетил министр торговли и промышленности Д.А. Философов. Дмитрий Иванович очень долго водил министра по лабораториям и простудился на сквозняке в вестибюле здания Палаты. Сразу в постель не лег, в результате развилось сильное двустороннее воспаление легких. Принятые врачами меры оказались безрезультатными. Приехавший в понедельник поздно вечером профессор Яновский нашел у Дмитрия Ивановича крупозное воспаление легких.
«В пятницу 19 января, в последний день своей жизни, Дмитрий Иванович почти все время был в забытьи, дышал очень тяжело и сильно страдал, когда приходил в себя. Но все просил, чтобы ему читали вслух. Ему читали в этот день «Путешествие к Северному полюсу» Жюля Верна. Если замолкали, когда он впадал в забытье, то, приходя в себя, он говорил:
-Что же вы не читаете, я слушаю…
Он не прощался ни с кем и ничего не говорил о смерти, хотя вообще он не боялся ее и в последние годы часто писал и говорил о конце и делал посмертные распоряжения своей жене и детям. А может быть, он и знал, что умирает, но не хотел тревожить и волновать заранее семью, которую любил горячо и нежно».
В 5 ч. 20 мин. 20 января 1907 г. Дмитрий Иванович Менделеев скончался. Похоронен он на Волковском кладбище в Петербурге, недалеко от могил своей матери и сына Владимира.
В 1911 г. инициативе передовых русских ученых был организован Музей Д.И. Менделеева, куда вдова вскоре перевезла библиотеку и личные вещи ученого.
Педагог и физикохимик Д.И. Менделеев открыл периодический закон, сформулировал химическую теорию растворов, вывел формулу для взаимосвязи основных параметров, характеризующих поведение газов, открыл температуру абсолютного кипения жидкостей.
В своих самостоятельных трудах, таких как кандидатская (так называли тогда студенческую выпускную работу), магистерская диссертация, статьи о взаимосвязи физических и химических явлений, об изучении сцепления молекул и о поднятии жидкостей в капиллярных трубках, Менделеев формулирует программу своих физико-химических исследований. Он считал необходимым изучать такие явления и свойства – изоморфизм, плотность жидкостей, коэффициент сжатия, - которые позволяли бы количественно оценить изменения, происходящие при химическом превращении, как бы заглянуть в невидимый мир взаимодействия атомов.
В 1853-1861 гг. Менделееву удалось выяснить внутреннюю механику частиц (или молекул). В ходе выполнения работ Менделеев овладел экспериментальными методами изучения веществ: их приготовлением, очисткой, подготовкой измерительных приборов и химической посуды к проведению эксперимента, познакомился с математическими методами обработки результатов.
Разрабатывая вопросы классификации соединений, Д.И. Менделеев подошел к решению более общего вопроса – к классификации элементов. Оба эти понятия – химическое соединение и химический элемент – определили особенности разработки Менделеевым естественной системы элементов. Соотношение между индивидуальными характеристиками атома и более общими характеристиками – свойствами класса соединений – вот что находится в центре внимания Д.И. Менделеева. На долю Менделеева выпала задача разработать классификацию элементов на основе всей совокупности сведений о составе, свойствах, а иногда – и строении соединений. Анализ формировавшихся и развивавшихся понятий ему приходилось вести с учетом специфики двух основных областей химии – органической и неорганической. С рассмотрения некоторых свойств и явлений, получивших широкое развитие в этих областях изоморфизма и удельных объемов – началась научная деятельность Д.И. Менделеева. Первыми элементами, выделяющимися среди других своей индивидуальностью, на которые он обратил главное внимание, были кремний и углерод.
Один из важнейших вопросов, которым занимался Менделеев в 50-60-е годы, был вопрос о неопределенных соединениях, о том, какие элементы способны их образовать, кроме кремния Ими оказались, в первую очередь, бор и фосфор.
Рассматривая научную деятельность Д.И. Менделеева 1854-1868 гг., можно сделать следующие выводы об основных чертах и особенностях его научного творчества, что, в свою очередь, позволяет понять, почему именно Менделееву принадлежит такая роль в развитии общей и неорганической химии второй половины XIX в. Эти особенности таковы: 1. рассмотрение взаимосвязи всех существующих понятий и выявление главнейших из них; 2. всесторонний историко-химический и логический анализ учения о химическом соединении; 3. стремление к сопоставлению различных свойств элементов, в особенности количественно измеримых.
Поиски классификации
Менделеевское учение о формах соединений является дальнейшим развитием представления о типах соединений, так как признает равноправие всех составных частей вещества при химических реакциях, индивидуальность соединения. Говоря о целостности соединения, Менделеев подчеркивал, что атомы или их комплексы имеют способность удерживать друг друга и замещать друг друга.