И в то же время новый город, новая обстановка, круг знакомых, бывавших в доме дяди, куда ни смену Пушкину и Гоголю теперь приезжал Грановский, произвели огромное впечатление на подраставшего мальчика и еще больше возбудили в нем тягу к дальнейшему учению. Мария Дмитриевна, еще раз собрав последние силы и последние средства, решила попытать счастья и повезти сына в Петербург. Весной 1850 г. на берегах Невы очутились худощавая, скромно, одетая старушка, худенькая, все время кашляющая девушка лет 27 и высокий пышноволосый мальчик. Все трое взволнованно оглядывали столицу: это было место, где предстояло им отныне жить.
В столице оказалось больше возможностей попасть в высшее учебное заведение. Выбор сначала остановился на Медико-хирургической академии. Но здесь ждала неудача. Попробовав предварительно присмотреться к занятиям студентов, молодой Менделеев не выдержал присутствия на вскрытии и упал в обморок. Пришлось отказаться от этого плана.
Мать считала всегда лучшей дорогой для человека — педагогическую и хотела, чтобы и Митя пошел по ней, поэтому Главный педагогический институт показался ей и сыну как раз тем учебным заведением, которое даст не только знания, но и настоящую, широкую дорогу в будущем. Но прием в Педагогический институт производился раз в два года и как нарочно в 1850 г. его не было. Мария Дмитриевна сделал все, на что хватало ее упорных материнских сил. Она обегала все инстанции, обошла всех влиятельных людей и добилась-таки, с помощью влиятельного Чижова, товарища ее покойного мужа, что сына ее, в исключение из правил, приняли казеннокоштным студентом среди учебного года. Для Марии Дмитриевны это было большим счастьем и успокоением. Наконец-то она почувствовала, что Митенька ее на верной дороге, а это было главное, к чему она стремилась всеми своими силами.
Научный монастырь
Да и не одна Мария Дмитриевна почувствовала успокоение, — все трое могли считать большой удачей и счастьем Митино поступление в институт. Его будущее можно было уже считать обеспеченным. B годы учения институт заботился обо всех студенческих нуждах. По окончании предоставлял место. Но главная удача была в том, что Педагогический институт считался лучшей из высших школ того времени по блестящему составу профессуры. Лучшие петербургские профессора преподавали там. На естественно-математическом факультете лекции по математике читал академик М. В. Остроградский, по физике — академик и профессор университета Э. Хр. Ленц, по астрономии — профессор университета А. Н. Савич, по химии — профессор университета А. Аб. Воскресенский, по минералогии и геогнозии — профессор университета Ст. Сем. Куторга, по ботанике — профессор университета И. О. Шиховский, по зоологии — академик Ф. Ф. Брандт, по педагогике — профессор Вышнеградский. Каждый из профессоров был известен трудами в своей области, каждый был знаменитостью не только в студенческих кругах, а Дмитрию Менделееву, как и веянному начинающему студенту, импонировало имя профессора.
Марии же Дмитриевне казалось, что Педагогический институт, по знаниям, получаемым в нем, и по тому значению, которое приобретали его воспитанники, делающиеся преподавателями средних учебных заведений, а иные и высших и передающие знания следующим за ними поколениям, как раз соответствует замеченным ею у сына способностям и стремлениям. Педагогическая деятельность казалась ей лучшей дорогой для сына. Кроме того, директор академик Давыдов производил некоторые перемены в порядках института, и всероссийский упор на «латынщину» был несколько ослаблен, что также не могло не нравиться Менделеевым.
Устроив сына, она и сама осталась в Петербурге, чтобы быть поближе к Митеньке, и поселилась с дочерью Лизой где-то на чердаке. Средства обеих женщин были очень скудные, едва не нищенские. Вдовья пенсия, которой кое-как могло хватать в Сибири, при столичной дороговизне обрекала их на полуголодное существование. Но и тут Мария Дмитриевна крепилась до конца, единственно боясь, как бы не опуститься до одних материальных забот и горестей, не имея минут и сил для душевной жизни. Но конец был уже очень близок: осенью, после поступления Мити в институт она умерла 61 года от роду. Умирая передала ему образ, на обратной стороне которого написала: «Благославляю тебя, Митенька. На тебе была основная надежда старости моей. Я прощаю твои заблуждения и умоляю обратиться к богу. Будь добр, чти бога, царя, отечество и не забывай, что должен на суде отвечать за все. Прощай, помни мать, которая любила тебя паче всех. Мария Менделеева».