Учительский дебют в Симферополе, однако, не состоялся. Из-за военных действий на полуострове занятий в гимназии не предполагалось. Удалось добиться перевода в Одессу, куда Менделеева и намечалось направить «по предварительному распределению». Там он провел полгода, учительствуя в гимназии при Ришельевском лицее и одновременно занимаясь научными исследованиями: благо для этого были время, библиотека и – что особенно важно – лаборатория.
>Гимназия при Ришельевском лицее в Одессе, где Д. И. Менделеев преподавал в 1855–1856 гг.Литография
Он с головой ушел в «химию паров», уточняя отношения объемов химически соединяющихся газов, пытался проследить, насколько и чем именно они отличаются от весовых отношений тех же тел. Он исправлял десятки измерений своих предшественников. Наконец, он увидел, что нагромождение ошибок в химической литературе, относящейся у этому вопросу, настолько велико, что надо проверять все подряд. И он, не колеблясь, принялся за эту титаническую работу. Каждое осуществляемое им измерение удельных объемов химически соединяющихся тел ложилось прочным камнем в фундамент здания химической науки, еще только формировавшейся, еще только вырабатывающей методы исследования, только нащупывающей опорные пункты для новых теоретических построений. Недаром, приступая вскоре к ведению дневника, Менделеев открывает его эпиграфом – цитатой из Жорж Санд: «Объекты в науке не возникают неожиданно. Если они сверкнут иногда, как свет, в открытиях, то в виде фактов, которые, прежде чем им довериться, должны быть установлены основательнейшим и добросовестнейшим образом».
С рукописью «Об удельных объемах» Д. И. Менделеев во время отпуска прибыл в Петербург и подал ректору университета прошение о представлении ее в качестве диссертации на степень магистра химии. Защита прошла блестяще 9 сентября 1856 года.
А через три дня Менделеев подал исполняющему должность ректора В. Я. Буняковскому еще одну бумагу: «Окончив испытание и защищение на степень магистра химии и имея желание остаться при С.-Петербургском университете, покорнейше прошу ваше превосходительство дозволить мне в течение следующей недели представить и защищать предварительное чтение “О строении кремнеземистых соединений”».
В этой работе речь шла о химии стекловарения. Двадцатидвухлетний магистр химии по-своему прощался с прошлым. Ведь стеклоделание было первой технологией, с которой Менделеев познакомился еще в детстве на заводике под Тобольском. Вторая диссертация объясняла добытые опытом законы стекольного производства с точки зрения большой науки. Взгляды Менделеева на природу кремнеземистых соединений, выраженные в диссертации, а также в полностью принадлежащей ему теоретической части книги «Стекольное производство» (1864), были новы по сравнению с существовавшими в то время воззрениями и представляли собой дальнейший шаг в развитии науки о стекле.
Диссертация «Строение кремнеземистых соединений» на звание приват-доцента Петербургского университета была защищена Д. И. Менделеевым 21 октября 1856 года. После соблюдения всех бюрократических формальностей, 9 января 1857 года Дмитрий Иванович официально вступил в должность. Одновременно он был избран секретарем физико-математического факультета. Кроме чтения лекций по органической химии и выполнения других университетских обязанностей, он активно сотрудничает как популяризатор науки с «Журналом Министерства народного просвещения», дает и частные уроки (дополнительный приработок к скромному университетскому жалованью был не лишним).
>Д. И. Менделеев в 1855 г.