Д.И.Менделеев много ездил по России, видел необходимость превращения сельскохозяйственной страны в индустриальную державу, пробуждал патриотические настроения и силы русского общества.
По возвращении из США Д.И.Менделеев отмечал: “..Нашим бакинским... техникам нечему учиться у американцев относительно перегонки, можно если что позаимствовать, так это некоторые механические приспособления”.
В 1877 году уже после приезда Д.И.Менделеева из США в его университетскую квартиру переехала его сестра — Екатерина Ивановна Капустина с детьми и внучкой. Вскоре в семье Капустиных появляется новый человек — донская казачка 17-летняя Анна Ивановна Попова, дочь отставного казачьего полковника. Девушка немного играла, немного рисовала и поступила в Русскую Академию художеств, а после переезда Капустиных в квартиру Д.И.Менделеева (где у него была своя половина с проходом в кабинет, лабораторию и помещения университета) у Менделеева появилась возможность часто встречаться А.И.Поповой на “семейной половине” квартиры.
После переезда А.И.Поповой в отдельную квартиру, и после возвращения к Капустиным эти встречи не прекратились, т.к. она появлялась на “менделеевских вечерах”, на которые собирались люди, близкие хозяину квартиры, представители науки и искусства. Художественные магазины присылали к менделеевским “средам” новые издания.
В 1880 году Д.И.Менделеев не был избран членом Академии наук, но к этому времени стараниями А.М.Бутлерова и Н.Н.Зенина членами-корреспондентами Российской академии наук были избраны университетские профессора, в том числе и Д.И.Менделеев (1876 год). Вместо него академиком стал швед Баклунд (не знавший русского языка), а затем Ф.Ф.Бейльштейн — автор справочника по органической химии.
А.М.Бутлеров, представляя кандидата в академики, сказал: «Профессор Менделеев первенствует в русской химии, и мы смеем думать, разделяя мнение русских химиков, что ему принадлежит по праву место в первенствующем ученом сословии Российской империи...» (цитируется по книге В.Чумакова «Гимн, Юбилей-50, Лицемерие, рассказы и эссе», М., «Грантъ», 2001).
По предположениям А.М.Бутлерова против избрания Д.И.Менделеева академиком голосовали Литке (два голоса), Веселовский, Гельмерсен, Шренк, Максимович, Штраух, Шмидт, Вильд, Гадолин. За него голосовали Буняковский, Кокшаров, Бутлеров, Фаминцын, Овсянников, Чебышев, Алексеев, Струве, Савич.
Выходило, что Д.И.Менделеев не был избран потому, что был русским. Сам же Ф.Ф.Бейльштейн не раз говорил: “У нас в России больше нет талантов таких могучих, как Менделеев”, что не мешало ему занимать место Д.И.Менделеева в Академии наук.
Этот факт отразил не только состояние дел в Академии наук того периода, но и организационную слабость русских научных кругов и печати, которые не могли противостоять проникновению в Академию ученых, отнюдь не являющихся гордостью русской науки.
К сожалению, аналогичные проблемы существуют и в современной российской действительности, в частности, и в Российской Академии наук.
В 1880 году А.И.Попова уехала на стажировку в Италию, а жена Д.И.Менделеева Феозва Никитична дала свое согласие на развод, после чего он вместо съезда химиков в Алжире оказался в Италии, затем вместе с А.И.Поповой Менделеев уехал в Каир, Испанию, на Волгу, они решили пока будет длиться дело о разводе в Петербурге вместе не показываться.
Лето 1881 года Феозва Никитична провела с дочерью Ольгой в Боблове, затем они въехали в новую квартиру в Петербурге, которую Д.И.Менделеев им снял и полностью обставил, предоставил Феозве Никитичне свое университетское жалование, а позднее построил им дачу в Ораниенбауме на берегу Финского залива.
Дело о разводе закончилось тем, что в наказание на Д.И.Менделеева было наложено семилетнее церковное покаяние, в период которого он не имел права жениться вторично. Но в январе 1882 года священник Адмиралтейской церкви в Кронштадте обвенчал Дмитрия Ивановича Менделеева с Анной Ивановной Поповой, за что уже на следующий день был лишен сана.