Впервые опубликовавшие это письмо М. Н. Младенцев и И К. Тищенко предусмотрительно снабдили его следующей, вполне понятной в 1938 году ремаркой: «Для писем подобного рода в свое время существовали определенные, издавна выработанные формы обращений. Менделеев выступает в письме как проситель. Тон письма никого не должен вводить в заблуждение — это не просто частное письмо, а полуказенная бумага, особого вида прошение, адресованное крупному чиновнику». Не имея ни малейшего права укорять в чем-либо благороднейших учеников и биографов ученого, готовивших твою работу о нем в условиях сталинской цензуры, способной мгновенно озвереть по поводу любых добрых чувств, не направленных персонально в адрес лучшего друга всех ученых, а тем более уличать их в непонимании пафоса этого письма (всё они, люди дореволюционного воспитания, понимали), все-таки отметим, что скорее письмо чеховского Ваньки Жукова можно считать «полуказенной бумагой и особого вида прошением». Искреннее, написанное поперек всех канцелярских штампов письмо позволяет нам видеть и ощущать удивительный внутренний мир молодого Менделеева, душа которого гама собой пела гимн упоительному научному труду.
В мае Менделеев уже был в Петербурге, где намеревался немедленно сдать магистерские экзамены. Воскресенский одобрил его рукопись (правда, посоветовал внести в нее результаты новейших исследований) и сам походатайствовал за ученика перед ректором университета П. А. Плетневым. Менделееву разрешили в виде исключения представить к экзаменам только тезисы диссертации. Для печатания диссертации в полном объеме у взявшего в гимназии внеочередной отпуск старшего учи геля не было ни времени, ни денег. В прошении диссертант давал обещание представить работу в должном виде к официальному диспуту. Ему пошли навстречу — первый экзамен был назначен на 18 мая. В этот день соискателю было предложено отстать на вопросы об эквивалентах простых и сложных тел, и изложить теорию образования эфиров, а также проанализировать состав «артиллерийского металла» и других сплавов. 25 мая Менделеев отвечал на вопросы по физике: об удельной теплоте, силе тока, движении воздуха. 30 мая на экзамене по геологии и геогнозии он рассказывал о трех- и одноосных системах кристаллов, провел обозрение минералогических систем, освещал вопрос о метаморфизме и меловой формации.
31 мая состоялся письменный экзамен. Первый вопрос был «Об аллотропическом состоянии тел», второй — «Понятие Жерара о кислотах», третий — «Об отделении лития от калия и натрия». Как и ожидалось, все экзамены были сданы успешно. Публичный диспут — главное событие магистерской защиты — был назначен на 9 сентября.
В гимназию он решил не возвращаться — по крайней мере, пока не пройдет диспут, заранее выхлопотав служебный отпуск с 1 по 15 сентября. Такой разрыв между экзаменами и диспутом был, по мнению некоторых биографов, связан с рыхлостью его работы, к тому же представленной в единственном, да еще рукописном варианте. Профессора спешили разъехаться на каникулы, и разбирать впопыхах трудный менделеевский почерк им было, при всей благожелательности, не с руки. Менделеев после экзамена тоже решил отдохнуть. По некоторым свидетельствам, он на какое-то время уехал в роскошную Одессу, где с удовольствием провел время, занимаясь рыбалкой.
Большая часть петербургского лета ушла на хлопоты, связанные с печатанием работы, встречи с учителями и земляками. Сначала он поселился у академика Брандта — тот просто не отпустил ученика, явившегося к нему с визитом, — а потом снял квартиру на Большой Морской, в доме Вейдле. Это была первая «взрослая» петербургская квартира Менделеева. Город был уже хорошо знакомым, но жизнь потекла новая, поскольку Дмитрий никогда еще не жил в Петербурге сам по себе, самостоятельным человеком — старшим учителем, почти магистром, будущим профессором (все знали, что Менделеев вскоре должен отправиться доучиваться в Европу), наконец, красивым молодым человеком, завидным женихом… Всё вроде складывалось наилучшим образом. Никто в Симферополе и Одессе не затаил против него злых чувств, директора гимназий и сослуживцы писали ему добрые напутственные письма, друзья искренне радовались, а профессора общались с ним как с коллегой. Особым теплом дарили земляки — Протопоповы, Скерлетовы, Ивановы… И, конечно, славная Феозва Лещова, которой он в эти месяцы отправлял письма, пожалуй, чаще всех, а коли писал не ей, то о ней и часто просил что-то передать Физе, о чем-то справиться у нее, уверить в своем особом к ней отношении… Падчерица Ершова, выпускница Московского Екатерининского института и очень начитанная девушка, она была на шесть лет старше Дмитрия, дружила с его сестрой Ольгой. Хотя она очень симпатизировала Дмитрию, но всегда вела себя как заботливая старшая сестра и, как многие другие питерские тоболяки, пыталась в то лето подобрать ему «хорошую партию» — естественно, из своих.
Однажды Физа решила познакомить Менделеева с пятнадцатилетней Софьей Каш, дочерью доктора Марка Ефимовича Киша, бывшего управляющего Тобольской казенной аптекой приказа о ссыльных. Судя по всему, супруги Каш были из обрусевших немцев и водили тесное знакомство с людьми из менделеевского круга. Феозва, зная о скором приходе Дмитрия, уговорила стеснительную Сонечку задержаться, чтобы познакомиться с молодым магистром. Дело было в начале лета на даче Протопоповых на Крестовском острове. Менделеев всё не шел, но она настойчиво просила юную гостью остаться. Наконец встреча произошла. Когда их представляли друг другу, Сонечка напомнила Дмитрию, что это происходит во второй paз. Его, тогда гимназиста последнего или предпоследнего класса, уже знакомили и даже пытались поставить в пару с восьмилетней дочерью доктора Каша, которую отец приводил в гимназию на урок танцев. Она хорошо помнит худого юношу, который очень обидел ее тем, что тут же выдумал предлог, чтобы с ней не танцевать. А он помнит? И Соня сделала реверанс — точно так, как сделала когда-то перед худым гимназистом та девочка. Магистр сконфузился, кое-как попросил прощения и пообещал загладить свою давнюю вину. Он спроси и, где ее родители снимают квартиру. Сонечка повела Менделеева на балкон и оттуда показала дом Катани на углу Малого Петровского моста и Ждановки. Менделеев даже не понял, когда, в какое мгновение он влюбился — насмерть, совсем не зная предмет своего чувства. История эта длилась больше года, и рассказ о ней стоит вести, не прерываясь.
Через несколько дней, с цветами и конфетами, он явился к Кашам с визитом, был прекрасно принят и с тех пор стал приходить едва ли не каждый вечер. Вскоре, чтобы чаще видеть (ото, он даже поселился в соседнем доме. Марк Ефимович и Екатерина Христиановна были искренне рады ухаживанию Дмитрия Менделеева за их дочерью. Они знали его с детства, очень уважали его родителей, да и сам он — искренне влюбленный и в то же время по-корнильевски надежный, рассудительный, толково заботящийся о своем будущем — вызывал у них огромное, почти родственное расположение. Дело шло к официальному предложению. Единственное, что всерьез беспокоило Кашей, — как отнесется к этому сама Соня. Она всё еще оставалась ребенком — домашней, очень послушной девочкой, обожавшей своих родителей, которые, в свою очередь, постарались оградить ее от всего, что могло разрушить ее детский мир. В воспоминаниях об этом сватовстве она потом писала: «Мы были в полном смысле кисейные барышни. От нас совершенно устраняли житейскую обстановку. Для меня, например, весь мой мир заключался в моей комнатке, уставленной сплошь цветами и птичками. Чтобы закончить домашнее образование, меня отдали в последний класс пансиона М-mе Ройхенберг на Гороховой. Я страстно любила природу, музыку и всех без исключения окружающих — начиная с родных, подруг в пансионе и кончая прислугой и кучером Лукой, и, в свою очередь, пользовалась общим вниманием и любовью. Несмотря на то, что была наивна до глупости, я все же очень любила рассуждать сама с собой обо всём окружающем, представляя себе всё, конечно, в совершенно превратном свете. Впоследствии я часто задавала себе вопрос: «Как я, такая наивная и глупая девочка, могла нравиться такому умному и ученому человеку?..»».