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Tomando por base, concomitantemente, a teoria de aprendizagem de Bruner e os conteúdos programáticos de disciplinas de Química Geral, são várias as oportunidades de abordagem de conceitos relacionados às ligações químicas a partir da Cristaloquímica. Todavia, problemas de ensino-aprendizagem das Ciências da Natureza oriundos da pandemia COVID-19 e da implementação da Base Nacional Curricular Comum do Ensino Médio (BNCC- EM) culminaram na ineficácia dos questionários avaliativos anteriomente elaborados. Nesse contexto, o trabalho foi reajustado para a produção de um material didático composto práticas experimentais temáticas (estados físicos, rochas e minerais, densidade de minerais, produção de cristais, isomeria ótica, condutividade de cristais e materiais amorfos, solubilidade de cristais, condutibilidade de soluções aquosas, aquecimento de cristais e sólidos amorfos, energia de dissolução e reações químicas envolvendo cristais). Após finalizado, o material didático será validado por docentes de química e geociências., 4° Encontro dos Pesquisadores de Pós-Doutorado do IGc/USP, Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo, São Paulo, SP, Brasil, 29 e 30 de novembro de 2022.

Beryl samples from Mendonça pegmatite, located in the district of Berilândia, Quixeramobim-CE, were analyzed. This pegmatite belonging to the Pegmatitic District of Solonópole-Banabuiú (DPSB), is located in the center-west portion of the State of Ceará, and embedded in the paragneiss basement of the Borborema Province, Ceará Central Domain. It is a pegmatite type mixed, differentiated, complexed, little fertile and its mineralogy presents industrial and gem minerals composition variety, among which, aquamarine, a variety of the beryl group that occurs in blue and green colors, is the focus of this work. The highest concentrations of industrial beryl occur forming pockets. The aquamarine does not occur forming isolated crystals, but rather as dispersed cores and included in the crystals of industrial beryl. A crystallochemical, mineralogical and gemological characterization of blue and green beryls was carried out, where their intrinsic characteristics were analyzed, from the most basic, such as physical properties, to more advanced ones, such as crystalline structure, unit cell parameters, fluid components (H2O types I II and III, CO2, CH4), chromophores elements/ color causes, chemical composition, as well as the presence and nature of impurities, and substitutions in its structure. The methodology used in its characterization was refractometer, hydrostatic balance, optical and gemological microscopes, single-crystal and powder x-ray diffraction (DRX), micro energy dispersive x-ray fluorescence (EDXRF), molecular absorption spectroscopy in the infrared region by Fourier transform (FTIR), Molecular absorption spectroscopy in the ultraviolet-visible-near infrared region (UV-Vis-NIR) and raman spectroscopy. According to the substitutions in its crystalline structure, it was possible to verify the presence of fluid components of H2O type I, II, III and CO2, and the data necessary to determine the polytypes of beryl. Bands attributed to chromophores as well as their ionic charge and positions were also demonstrated. In the chemical compositional analysis, alkaline elements such as Cs, Rb and Na were detected in the channels. The presence of iron as a chromophore element in the beryl structure, resulting in its blue coloration, allows us to call blue beryl samples of aquamarines, even if they do not present an ideal gemological quality for market standards. Foram analisadas amostras de berilo, oriundas do Pegmatito Mendonça, localizado no distrito de Berilândia, município de Quixeramobim-CE. Esse pegmatito pertencente ao Distrito Pegmatítico de Solonópole-Banabuiú (DPSB) e está localizado na porção centro-oeste do Estado do Ceará, encaixado no embasamento paragnáissico da Província Borborema, Domínio Ceará Central. É um pegmatito do tipo misto, diferenciado, complexo, pouco fértil, apresentando em sua composição mineralógica minerais industriais e minerais gema, dentre os quais, a água-marinha, uma variedade do grupo do berilo, que ocorre nas cores azul e verde e que é foco do presente trabalho. As maiores concentrações do berilo industrial ocorrem formando bolsões. A água-marinha não ocorre formando cristais isolados, mas sim como núcleos dispersos e inclusos nos cristais de berilo industrial. Foi realizada uma caracterização cristaloquímica, mineralógica e gemológica dos berilos azuis e verdes, onde foram analisadas suas características intrínsecas, desde as mais básicas, como propriedades físicas, até as mais avançadas, como estrutura cristalina, parâmetros de cela unitária, componentes fluidos (H2O tipos I II e III, CO2, CH4), elementos cromóforos/causas de cor, composição química, bem como presença e natureza de impurezas e substituições na sua estrutura. A metodologia utilizada na sua caracterização foi refratômetro, balança hidrostática, microscópios óptico e gemológico, difração de raios-X (DRX) pelos métodos do pó e monocristal, micro fluorescência de raios-X por energia dispersiva (micro-EDXRF), espectroscopia de absorção molecular na região do infravermelho, por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de absorção molecular na região ultravioleta-visível-infravermelho proximal (UV-Vis-NIR) e espectroscopia raman. Foi evidenciada a presença dos componentes fluidos H2O tipos I, II e III e CO2, bem como foram fornecidos dados para determinação dos politipos de berilo, segundo suas substituições na estrutura cristalina. Bandas atribuídas aos elementos cromóforos, bem como sua carga iônica e posição na estrutura cristalina também foram demonstradas. Na análise da composição química dos berilos foram detectados elementos alcalinos tais como Cs, Rb e Na nos canais. A presença de ferro como elemento cromóforo na estrutura do berilo, resultando na sua coloração azul, permite-nos chamar as amostras de berilo azul de águas-marinhas, mesmo que essas não apresentem uma qualidade gemológica ideal para os padrões mercadológicos.

O contexto de obtenção e utilização de nióbio é bastante estratégico para o Brasil, pois o mesmo é empregado por todas as economias desenvolvidas e nosso país concentra aproximadamente 97% de todas as reservas minerais conhecidas no planeta. Este elemento químico é utilizado principalmente como microligante para aços, lhes dando mais leveza e resistência, entre várias outras aplicações. O nióbio é obtido a partir de fontes minerais, sendo o estudo mineralógico destas fontes muito importante, pois em geral minerais de nióbio também são fontes de tântalo - outro elemento químico de muito interesse econômico e tecnológico com aplicações principalmente na construção de componentes eletrônicos - e muitas vezes também fontes de terras raras - família constituída pelos elementos químicos lantanídeos mais o ítrio com uma enorme miríade de aplicações em dispositivos de alta tecnologia. A caracterização mineralógica destas fontes é bastante importante, pois a abundância das fases minerais de interesse e o contexto mineral do material fonte são determinantes do custo material e energético do processo de beneficiamento, como também das rotas que serão utilizadas e o valor agregado e uso dos produtos finais. A caracterização mineral muitas vezes é embasada em estudos cristalalográficos, onde as fases são devidamente caracterizadas quanto à sua estrutura cristalina e composição química. Em geral estes estudos são efetuados através de difratometria de raios X em conjunto com ensaios para determinação da composição química (via úmida clássica ou métodos instrumentais); atualmente é muito frequente serem acompanhados por análises de microscopia eletrônica de varredura. Os estudos realizados de difração de raios- X neste caso são feitos através de difratometria de policristalinos, havendo alguns estudos usando microdifração e em casos mais raros difratometria por monocristal. Apesar de serem aplicados com bem menos frequencia aos estudos de matrizes minerais em contextos de rotina, a difratometria por monocristal é uma ferramenta bastante importante pois permite com a maior eficácia determinações diretas da estrutura cristalina, posicionamento dos átomos na rede e modelos de substituição. Apesar de não ser possível utilizar a difratometria por monocristal para se determinar a composição de fases mineralógicas de corpos rochosos - área de maestria da difratometria por policristalinos - é uma ferramenta bastante importante para o estudo de fases menores (em geral de difícil formação de uma amostra representativa de pó e às vezes de maior interesse econômico) e o estudo de novos minerais. O uso da difratometria por monocristal entretanto se choca com algumas barreiras sólidas quando aplicada ao estudo de minerais. Em geral minerais possuem processos de formação e cristalização não controlados e não completamente conhecidos, o que muitas vezes não gera monocristais de qualidade adequada. Além disso, é necessário analisar monocristais que possuam representatividade para se gerar conclusões sobre a amostra pai, o que nos obriga a lidar com vários problemas que em geral se busca evitar no uso desta técnica, como desordem, twinning e incorporação de informação externa no refinamento. Este trabalho apresenta as atividades, resultados e conclusões obtidos após análise via difratometria por monocristal, resolução de estrutura e refinamento cristalográfico de monocristais de ixiolita oriundos de amostras de pegmatito obtido em Volta Grande - MG. São abordadas potencialidades do uso da técnica como também aponta sugestões de condições para se efetuar refinamentos cristalográgicos em matrizes problema. Também são apresentados resultados de refinamento com modelos de estrutura cristalina, coordenadas atômicas, ocupações de sítios e parâmetros de deslocamento térmico para os sistemas desordenados reais de um monocristal de ixiolita estudado e comparado com os sistemas ordenados presentes na literatura. The context of production and use of niobium and is very strategic for Brazil, because its used by all developed economies and our country concentrates approximately 97 % of all known reserves of this mineral on the planet. This is a chemical element used mainly as adittive for steel, giving them more lightness and strength among many other applications. Niobium is obtained from mineral sources, and the mineralogical study of these sources is very important because in general niobium minerals are also sources of tantalum - another chemical element with economical and technological interest with applications mainly in the construction of electronic components. And also often sources of rare earths, a chemical family consisting of the lanthanide elements plus ytrium with a huge myriad of applications in high-tech devices. The mineralogical characterization of these sources is very important because the abundance of the mineral phases of interest and mineral context of the source material are determinant of the material and energy cost of the separation process, as well the routes that will be used for the processing and added value and use of the end products. Mineral characterization is often grounded in crystallographic studies, where the phases are properly characterized in its crystalline structure and chemical composition. In general these studies are performed through X-ray diffraction together with analysis for chemical composition (classical wet or instrumental methods); currently very frequently are accompanied by analyzes of scanning electron microscopy . The studies of X-ray diffraction in this case are generaly made by powder diffraction , with some studies using micro -diffraction and in rarer cases single crystal diffraction. Despite being applied with much less frequency in studies of mineral matrices in the context of routine, single crystal diffraction is a very important tool because it allows to more effectively make crystal structure determinations , determine the placement of atoms in the lattice and in substitution models. Although it is not possible to use the single crystal diffraction to determine the composition of mineralogical phases of rocky bodies - area of mastery of powder diffraction -is a very important tool for the study of minor phases (usually difficult to form a representative samples of powder and sometimes of greater economic interest) and the study of new minerals. The use of single crystal diffraction however clashes with some solid barriers when applied to the study of minerals. Generally the mineral formation and crystallization processes are not controlled and not completely known, which often does not produce single crystals of suitable quality. Moreover, it is necessary to analyze representative single crystals to generate conclusions about the parent sample, which forces us to deal with various problems which generally we seek to avoid on the use of this technique, such as disorder, twinning and embedding information into the refinement. This paper presents the work, results and conclusions obtained after analysis thought single crystal diffraction , stucture resolution and crystallographic refinement of a single crystal of ixiolite derived from a pegmatite sample obtained in Volta Grande - MG . Potential use of the technique is discussed as well suggestions for pointing conditions for making crystallographic refinements in problem samples.Results of refinement with models of crystal structure, atomic coordinates, sites occupation and thermal displacement parameters for the real disordered ixiolite single crystal studied and compared with the ordered systems in the literature are also presented.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Deprotonated 1,3-Bis(4-bromophenyl)triazene reacts with Hg(CH3COO)2 in methanol yielding [Hg(BrC6H4NNNC6H4Br)2]∞ (1) a triazenide complex polymer of Hg(II). The crystal structure of (1) reveals one-dimensional infinite chains along the [010] direction through Hg−η2, η2−arene π−interactions. The crystal system of 1 is monoclinic and belongs to the space group P21/n with the cell parameters a = 15.1741(6) Å, b = 4.6587(2) Å, c = 18.5342(7) Å, β = 94.207(2)°. The crystal structure refinement converge to the final indices R1 = 0.0278, wR2 = 0.0798. A mixture of nickel(II) chloride in methanol/THF reacts with deprotonated 1,3-Bis(4- bromophenyl)triazene to give cis-Bis{[1,3-(4-bromophenyl)triazenido](pyridine)}nickel(II) (2), a mononuclear complex with Ni(II) showing a rhombic distorted coordination geometry. In the solid state complex 2 reveals one-dimensional infinite chains with the base vector 0 1 0 as result of intermolecular C−H···Br no classic hydrogen bonds. The crystal structure of 2 belongs to the monoclinic system and the structure was solved with the space group P21/c and the cell parameters a = 10.4677(5) Å, b = 19.6783(9) Å; c = 17.5083(9) Å, β = 91.681(3) °. The structure refinement converges to the final indices R1 = 0.0367, wR2 = 0.0924. Beside the single crystal structure analysis of 1 and 2, both compounds were also characterized by infrared an UV/VIS spectroscopy. O 1,3-bis(4-bromofenil)triazeno desprotonado reage com Hg(CH3COO)2 em metanol obtendo-se o composto [Hg(BrC6H4NNNC6H4Br)2]∞ (1), um complexo triazenido polimérico de Hg(II). A estrutura cristalina de (1) revela cadeias unidimensionais ao longo da direção [010] através de interações Hg−η2, η2−areno π. O sistema cristalino de 1 é monoclínico e pertence ao grupo cristalino P21/n com os parâmetros de cela a = 10,4677(5) Å, b =19,6783(9) Å, c = 17,5083(9) Å, β = 91,681(3) °. O refinamento de estrutura converge aos índices finais R1 = 0,0278, wR2 = 0,0798. Uma mistura de cloreto de níquel(II) em metanol/THF reage com 3-bis(4-bromofenil)triazeno desprotonado obtendo-se cis-Bis{[1,3-(4-bromofenil)triazenido](piridina)}níquel(II) (2), um complexo mononuclear de Ni(II) que mostra uma distorção rômbica na geometria de coordenação. No estado sólido o complexo (2) revela cadeias unidimensionais com base no vetor 0 1 0 como resultado interações de hidrogênio não-clássicas entre C−H···Br. A estrutura cristalina de 2 pertence ao sistema monoclínico e a estrutura foi solucionada através do grupo espacial P21/c, com parâmetros de cela a = 10,4677(5) Å, b = 19,6783(9) Å, c = 17,5083(9) Å, β = 91,681(3) °. O refinamento de estrutura converge aos índices finais R1 = 0,0367, wR2 = 0,0924. Além da análise da estrutura do monocristal de 1 e 2, ambos compostos foram também caracterizados por espectroscopia no infravermelho e UV-Vis.

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Mestrado em Geoquímica Submitted by Daisy Tavares (daisytavares@ua.pt) on 2017-03-07T14:37:26Z No. of bitstreams: 1 Tese.pdf: 5479498 bytes, checksum: 7a2e1c1bfcb9fcc82161939185ad3e6a (MD5) Made available in DSpace on 2017-03-07T14:37:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese.pdf: 5479498 bytes, checksum: 7a2e1c1bfcb9fcc82161939185ad3e6a (MD5) Previous issue date: 1997