Kamis, 05 Januari 2012


Optimasi Struktur Molekul

HyperChem mengkombinasikan kemampuan optimasi untuk teknik mekanika kuantum dan mekanika molekuler dengan fasilitas manipulasi dan visualisasi struktur. simulasi dinamika molekul dan pengaturan yang sesuai kehendak pengguna, dengan program HyperChem, kita dapat menentukan struktur stabil dengan cara yang mudah.
Penentuan struktur yang stabil dari molekul merupakan langkah perhitungan yang paling umum terjadi pada pemodelan molekul. Energi relatif dari struktur teroptimasi yang berbeda akan menentukan kestabilan konformasi, keseimbangan isomerisasi, panas reaksi, produk reaksi, dan banyak aspek lain dari kimia.

HyperChem mempunyai 4 jenis metode optimasi, yaitu:
1. A steepest descent, dikhususkan untuk perhitungan yang cepat agar menghilangkan sterik yang berlebihan dan masalah tolakan pada struktur awal
2. Conjugate gradient (Fletcher-Reeves and Polak-Ribiere) untuk mencapai konvergensi yang efisien.
3. Block-diagonal Newton-Raphson (hanya untuk MM+), yang memindahkan satu atom pada suatu waktu dengan menggunakan informasi turunan keduanya.

Pendekatan Terintegrasi

HyperChem memberikan fasilitas terintegrasi untuk optimasi struktur, menghasilkan efisiensi dan kemudahan dalam menggunakan beberapa keuntungan yang diberikan antara lain:
1. Metode optimasi dapat bekerja baik pada metode mekanika molekular maupun mekanika kuantum.
2.Pilihan optimasi, seperti kondisi penghentian, frekuensi dari update layar, pemilihan algoritma dapat diatur dengan cara yang sama untuk semua metode dan algoritma optimasi
3. Penggunaan dapat merotasi dan translasi molekul ketika proses optimasi sedang berjalan.

Pemilihan bagian molekul yang dioptimasi
1. Jika beberapa atom dipilih ketika optimasi dimulai, hanya atom yang dipilih tersebut yang diperbolehkan bergerak, bagian molekul yang lain dipertahankan posisinya.
2.HyperChem dapat memperlakukan bagian molekul/sistem yang tidak dipilih dihitung sifatnya dengan menggunakan metode mekanika kuantum, sementara bagian yang lain dapat dihitung dengan mekanika molekular.

RANGKUMAN KONSEP

Program HyperChem merupakan perangkat lunak kimia komputasi yang sangat sesuai bagi peneliti pemula atau mahasiswa dalam mempelajari pemodelan molekul. Perangkat lunak ini sangat interaktif dan dipermudah dengan visualisasi yang sangat memadai. Visualisasi molekul sangat diperlukan dalam memodelkan molekul. Fasilitas menu yang lengkap akan mempermudah mahasiswa dalam menjalankan program sekaligus memvisualisasi hasil perhitungan.

Refrensi: Harno D Pranowo
Diposting oleh di Tidak ada komentar:

Pemodelan Spektra Molekul

Spekroskopi adalah studi mengenai interaksi cahaya dengan atom atau molekul. Radiasi cahaya adalah suatu radiasi elektromagnet yang memiliki sifat ganda, yaitu sifatnya sebagai partikel dan sebagai gelombang. Sifat gelombang yang terpenting adalah panjang gelombang (λ). λ adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang selama satu siklus. Selain itu gelombang juga memiliki amplitude (A), periode (τ) atau waktu untuk satu siklus sempurna dan frekwensi (v) yaitu jumlah siklus dalam tiap detik. Hubungan antara panjang gelombang, frekwensi adalah sebagai berikut: vλ = c, dimana c adalah kecepatan cahanya (Harno D Pronowo, 2001). Cahaya dapat juga dipandang sebagai aliran paket energi yang bergerak dengan kecepatan tinggi (3,00 x 1010 m/s). Paket energi ini disebut dengan foton. Besar energi foton menurut persamaan Planck adalah E = h v. h adalah tetapan Planck (faktor kesebandingan) yang nilainya adalah 6,63 x 10-34 joule detik (Harno D Pronowo, 2001).
Apabila cahaya kontinyu (cahaya dengan semua panjang gelombang yang mungkin) dilewatkan melalui sebuah prisma, maka cahaya tersebut akan terdispersi, jika cahaya yang terdispersi ini dilewatkan melalui sel yang mengandung sampel atau molekul, cahaya yang keluar menjadi tidak kontinyu lagi. Beberapa gelombang cahaya berinteraksi dengan molekul atau atom-atom sampel dan terabsorbsi. Panjang gelombang yang hilang dapat dideteksi dengan menjatuhkan cahaya yang keluar dari sel sampel pada plat fotografi (Harno D Pronowo, 2001).
Energi molekul dinyatakan dalam energi translasi, rotasi, getaran (vibrasi) dan elektronik, untuk setiap jenis energi ini terdapat tingkat-tingkat energi. Energi translasi molekul adalah energi kinetik molekul yang disebabkan oleh perpindahan molekul tersebut dari satu tempat ke tempat lain di dalam ruangan. Energi rotasi molekul adalah energi kinetik molekul yang disebabkan oleh rotasi pada sumbu yang melalui titik berat, sedangkan energi vibrasi molekul adalah energi kinetik dan energi potensial molekul yang disebabkan oleh gerakan getaran. Atom di dalam molekul dapat dipandang sebagai titik massa yang satu dengan lainnya terikat oleh ikatan kimia yang berlaku seperti pegas. Energi getaran (vibrasi) adalah tercatu dan menimbulkan spektrum absorbsi dalam daerah inframerah. Energi elektronik molekul adalah energi molekul yang disebabkan oleh energi potensial dan kinetik elektronnya (Harno D Pronowo, 2001).

pemodelan-spektra-molekul.html
Sumber : 
Diposting oleh di Tidak ada komentar:

Metode Kimia Komputasi



HyperChem merupakan program yang dapat secara teliti untuk mengetahui struktur, stabilitas dan sifat molekuldengan menggunakan perhitungan mekanika molekular apapun mekanika kuantum. Tersedia metode sederhana untuk menghasilkan struktur molekul 3D, kita dapat memilih 10 jenis metode semiempiris dan menggunakanya untuk mengoptimasi geometri suatu senyawa agar didapatkan suatu struktur yang paling stabil, kita dapat menjalankan perhitungan semiempiris mulai dari atom hidrogen sampai xenon. termasuk logam transisi. Metode ab initio dilengkapi dengan variasi himpunan basis akan dapat digunakan untuk menentukan sifat struktur molekul secara akurat.


Aplikasi Mekanika Kuantum
Beberapa sifat dan struktur molekul yang dapat diprediksi dengan menggunakan metode kimia kuantum antara lain:
  • Penentuan interaksi orbital batas (frontier) antara molekul donor dan aseptor seperti yang digambarkan pada reaksi siklisasi Diels-Alder.
  • Mendapatkan muatan atomik parsial menggunakan analisis populasi mulliken untuk memprediksi sisi molekul yang mudah diserang oleh preaksi.
  • Menghasilkan peta potensial elektrostatik yang dapat memberikan gambaran trajektori dalam penerapan proses docking atara obat dan reseptor.
  • Menghitung kerapatan spin tak berpasangan untuk mengidentifikasi sisi reaktif pada molekul atau untuk membandingkan dengan data ESR.
  • Dalam bidang spektroskopi UV-Vis, perhitungan kimia kuantum dapat memperkirakan intensitas dan bilangan gelombang dari garis serapan vibrasi dan sekaligus dapat menggambarkan gerakan dari mode normal dengan menggunakan vektor dan animasi.
Kekuatan dan Fleksibilitas:
Beberapa pilihan untuk perhitungan struktur elektronik adalah:
  • Sistem dengan muatan apapun dan dengan multiplisitas spin sampai harga 4 dapat dipelajari.
  • Perhitungan Restricted and Unrestricted Hartree-Fock (RHF/UHF) pada sistem dan sel terbuka dapat dilakukan.
  • Keadaan dasar dan keadaan tereksitasi pertama dapat dihitung.
  • Dapat diterapkan perhitungan dengan metode interaksi konfigurasi (Configuration Interaction, CI) menggunakan kriteria orbital atau energi dengan single atau metode microstate.
Kita akan dapat menghasilkan hasil perhitungan yang berguna antara lain:
  • Grafik kontur untuk orbital molekul, muatan dan kerapatan spin, dan potensial elektrostatik.
  • Gamabaran dari diagram tingkat energi orbital.
  • File Log (rekaman) yang berisikan data numerik energi, panas pembentukan, momen dipol, koefisien orbital molekul dan matrik kerapatan.
Jenis Metode Komputasi

1. Metode mekanika kuantum ab initio.
  • Tersedia pilihan beberapa himpunan basis di dalam program ini. Himpunan basis standar yang biasa digunakan antara lain STO-3G, 3-21G, 6-31G* dan 6-31G**.
  • Fungsi-fungsi basis ekstra (s, p, d, sp, spd) dapat ditambahkan ke atom-atom individual atau ke sekelompok atom.
  • Pengguna juga dapat mendefinisikan himpunan basisnya sendiri atau memodifikasi himpunan basis yang telah ada dengan menggunakan HyperChem's documented basis set file format.
2. Mekanika kuantum semiempirik.
  • Hyperchem menawarkan sepuluh metode molekular orbital semiempirik, dengan pilihan untuk senyawa organik dan senyawa-senyawa gugus utama, untuk senyawa-senyawa transisi dan untuk simulasi spektra.
  • Metode yang tersedia adalah Extended Huckel (oleh Hoffmann), CNDO dan INDO (oleh Pople dkk), MINDO3, MNDO, MNDO/d dan AM1 (oleh Dewar dkk) PM3 (oleh Stewart), ZINDO/1 dan ZINDO/S (oleh Zerner dkk).
3. Mekanika molekuler
HyperChem dapat digunakan secara mudah dalam menghasilkan struktur molekul 3D, dengan pilihan 4 metode mekanika molekuler, teknik optimasi geometri untuk mendapatkan struktur molekul stabil, dan teknik dinamika molekuler untuk mendapatkan pencarian konformasi dan menginvestigasi perubahan struktur.

Penerapan metode mekanika molekuler:
  • Perhitungan energi konformasi relatif dari satu seri struktur anolog (deret homolog).
  • Reoptimasi peptida setelah ditentukan mutasi selktifnya.
  • Mendapatkan struktur yang mendekati realitas untuk perhitungan dengan metode kimia kuantum.
  • Kebolehjadian terjadinya efek sterik pada zat antara reaktif.
Empat metode medan gaya (force field) memudahkan kita untuk mengeksplorasi stabilitas dan dinamika sistem molekular untuk senyawa yang mempunyai massa ataom besar.
Untuk keperluan umum digunakan MM+, sedangkan untuk biomolekul dapat digunakan salah satu dari tiga metode medan gaya: AMBER, BIO+ dan OPLS

MM+
  • Sesuai untuk sebagian besar spesies non-biologi.
  • Berdasarkan MM2 (1977) yang disusun oleh N.L. Allinger.
  • Menggunakan himpunan parameter 1991.
  • Akan menjadi parameter default dalam kasus parameter MM2 tidak tersedia
AMBER
  • Sesuai untuk digunakan pada polipeptida dan asam nukleat dengan semua atom hidrogen diikutkan dalam perhitungan.
  • Medan gaya AMBER force field disusun oleh Kollman
  • OPLS
  • Didesain untuk perhitungan asam nukleat dan peptida
  • OPLS disusun oleh jorgensen
  • Parameter interaksi tak berikatan dioptimasi dari perhitungan dengan pelarut termasuk di dalamnya.
BIO+
  • Dikhususkan untuk perhitungan makromolekul
  • Medan gaya CHARMM disusun oleh Karplus
  • Disusun Primarily designed to explore macromolecules
  • Termasuk parameter CHARMM untuk perhitungan asam amino.
Perhitungan dengan metode gabungan
Hyperchem memungkinkan kita untuk menjalankan perhitungan kuantum terhadap sebagian dari sistem molekular, misalnya terhadap solut, sedangkan sisanya dihitung menggunakan metode klasik. Teknik gabungan ini (QM/MM misalnya) dapat dijalankan untuk semua metode kuantum, hanya saja agak terbatas untuk pemakaian metode ab initio.

Refrensi: Harno D Pranowo, Kimia Komputasi, UGM Yogyakarta

http://faijalchemistry.blogspot.com/2010/04/metode-kimia-komputasi.html
Sumber : 
Diposting oleh di Tidak ada komentar:

Rabu, 04 Januari 2012

Chemistry Add-In for Word Versi 1.0 (Aplikasi Kimia dalam Word)

Posted on 4 Maret 2011 
Sekedar informasi bagi yang memerlukan.
Satu lagi, sejak 1 Februari 2011 lalu telah di-realese sebuah add-in untuk microsoft word, Chemistry Add-in Word. Sebagai penyempurnaan dari versi sebelumnya (Chemistry Add-in for Word Beta version). Banyak penyertaan di sana-sini yang tentu saja membuatnya semakin powerfull. Untuk versi sebelumnya saya pernah ulas sedikit di sini.
Chemistry Add-in untuk Word ini merupakan aplikasi yang ditambahkan ke aplikasi olah kata Word yang memudahkan penggunanya dalam hal mengetik dan menyisipkan rumus struktur senyawa kimia, serta berbagai informasi kimia lain kedalam dokumen yang dibuat dengan word. Jadi sangat tepat jika orang yang berkecimpung dalam bidang kimia atau bidang terapannya. Ini memang merupakan alternatif bukan cara satu-satunya. Perbedaannya dengan aplikasi lain adalah soal ke-integrasiannya dengan word. Semua dilakukan secara terintegrasi, mulai dengan pencarian nama senyawa, pengeditan struktur dua dimensi (2D) dan lain-lain.
Saya kebetulan menggunakan sistem operasi Windows 7 yang selalu terbaharui sehingga tidak ada hambatan dalam menginstall add-in ini ke dalam word. Beda dengan versi sebelumnya saat itu menggunakan Windows XP yang harus diperbaharui dot NET  Framework-nya menjadi dot NET  Framework 3.5 Sp1.  Jadi pada saat anda menginstall kalau menemui hambatan paling yah diminta untuk menginstall dot NET Framework tadi.
Untuk menginstall Chemistry Add-in for Word ini silahkan double klik file Chem4WordSetup.exe kemudian ikuti instruksinya hingga selesai (tidak banyak langkah, kurang lebih 3 kali klik saja). Manual atau cara menggunakannya bisa diakses dari menu help. Jadi tidak perlu mengunduh manualnya secara terpisah. Tapi kalau mau mengunduhnya jangan kwatir sudah disediakan oleh pengembangnya.
Berbagai fitur yang terdapat dalam Chemistry Add-in for Word ini bisa kita simak dalam manual tersebut. Yang paling menyolok dalam versi 1 ini adalah dalam hal editing strukutur, kita bisa memutar, mengganti gugus fungsi tertentu, bahkan mengubah sudut ikatan pada struktur tersebut. Termasuk menambah atau menggantikan muatan dengan smart bisa dilakukan dalam word itu sendiri.
Pada saat melakukan pengeditan kalau memerlukan referensi tabel periodik kita bisa mengaksesnya dari Menu Atom -> Change Atom Type -> More, setelah itu maka akan dimunculkan pop-up tabel periodik untuk kita pilih dengan menge-klik unsur yang kita maui.
Selamat menjelajah kemampuan add-in kimia ini di word. Untuk OpenOffice writer saya belum coba utak-atik lagi.

Diposting oleh di Tidak ada komentar:

Software Gratis tentang Larutan Buffer

Posted on 9 Mei 2011 
Membuat aplikasi kecil bukanlah pekerjaan mudah bagi orang awam. Meskipun ia membidangi keilmuannya tapi kalau tidak getol mengutik-atik aplikasi komputer tidak bakalan sanggup membuatnya. Barusan saya mendapati aplikasi Buffer V 1.0. sudah lama di harddiks. Belum sempat mengeskplore kemampuan aplikasi tersebut. Sederhana banget, kalau tak dibilang hanya kumpulan koleksi data yang kemudian juga ditautkan ke url tertentu. Jadi pingin membuat aplikasi sendiri kalau gitu. Pingin doang moh belajar, jadi sama dengan orang yang mau bisa nulis tapi ingin doang, mulai aja tidak.
Diperkuliahan memang tidak diberikan secara detil tentang larutan buffer itu, apalagi di kimia sma. Dengan banyaknya referensi online yang valid guru dan siswa dengan mudah mendapatkannya. Seperti tautan pada aplikasi Buffer V 1.0 tadi. Jika merujuk ke sana kita bisa mengeksplor lebih banyak tentang larutan buffer. Mana zat yang sesuai sebagai indikator ketika berkaitan dengan larutan buffer. Aplikasi ini sangat bagus dan dapat dijadikan tambahan pengetahuan bagi siswa sma dari tautan tersebut bisa dipelajari tentang bagaimana sifat larutan buffer, bagaimana cara membuat larutan buffer, juga ada kalkulator khusus perhitungan pH larutan tersebut. Sayangnya semua itu harus terhubung internet.
Dari aplikasi tersebut dengan menentukan pH yang akan dijadikan patokan sebagai larutan buffer, kemudian klik Calculate maka akan ditunjukkan bagaimana cara memmbuat pH buffer dengan pH yang telah ditentukan tadi dan juga ditunjukkan pilihan indikator pH yang cocok untuk derajat keasaman tadi.
Untuk sekedar menjelajah tentang bagaimana membuat larutan buffer tautan dari aplikasi tersebut saya letakkan di bawah ini. Harapannya kita langsung bisa menuju apa yang dimau dari aplikasi ini, agar kita mengerti tentang seluk beluk larutan buffer.
Berminat mendownloadnya? Klik saja di sini untuk download. Ukuran filenya hanya 192 KB. Silahkan ekstrak, buka foldernya, dan klik aplikasi tersebut (berekstensi exe) tidak perlu diinstall.
Selamat mencoba.
Diposting oleh di Tidak ada komentar:

Menulis Rumus Kimia Praktis di Excel dengan Stoichiometry Add-ins

Posted on 3 Maret 2011 
Banyak alternatif yang dapat kita gunakan dalam menulis rumus kimia dengan mudah atau praktis apalagi di aplikasi pengolah kata seperti microsoft word, openoffice writer atau yang lainnya. Bagaimana dengan penulisan rumus kimia pada aplikasi spreadsheet semacam microsoft excel? Jawabannya yah sama, dapat juga kita lakukan dengan mudah. Salah satunya adalah dengan memanfaatkan add-ins yang tersedia gratis. Wah kalau sudah mendengar gratis gitu pasti semangat, semangat untuk mencoba. Sekedar mencoba. Ok boleh silahkan coba.
Begitu pula dengan saya, saya mendapatkan pranala dan mengunduhnya lalu mencobanya, hasilnya loh kok gak langsung bisa dipakai? Mulai kecewa, tapi belum sampai ngambek untuk berhenti mencoba, apalagi begitu tampilan saat install diminta mengisikan serial numbernya padahal kita gak punya. Katanya gratis?! Jangan kuatir lanjutkan saja!
Kebetulan saya menggunakan microsoft word versi 2010. Jadi sedikit beda dari saran penggunaannya yang hanya untuk m. word 2003 dan 2007. Tapi akhirnya bisa juga menikmati add-ins ini, anda juga bisa mencoba cara saya :)
  • Jalankan file stoichiometry.exe dan ikuti langkah yang sajikan (ups jangan lupa non aktifkan antivirus sebentar aja)
  • Kalau diminta memasuk serial number isikan sembarang terus tutup saja (sebenarnya tak usah ada kok di minta sih)
  • Setelah selesai coba buka tab menu Add-Ins jika sudah muncul seperti di bawah ini berarti berhasil.
Sayangnya saya belum berhasil untuk membuat permanen agar add-ins tersebut ada di menu Add-ins microsoft Word 2010. Nanti kalau berhasil akan saya lakukan editing di tulisan di sini.
Tentang manualnya lebih detail silahkan mengunduhnya dari sini (3-an MB).
Stoichiometry Add-ins-nya silahkan unduh dari sini (1 MB).
Kesimpulan saya terkait add-ins masih kurang praktis, tetapi tetap memiliki keunggulan tersendiri dalam hal lain. Add-ins ini tidak sekedar untuk kepraktisan mengetik rumus-rumus senyawa saja. Ada mode pencarian, penghitungan data berat molekul, serta prosentase unsur dalam senyawa, pelarutan (pembuatan larutan), penyeleseaian persamaan reaksi kimia sederhana, penyingkatan rumus dengan menggunakan istilah yang bisa kita buat sendiri.
Banyak jalan menuju Roma, lain kali akan saya tulis tentang autocorrect penulisan rumus kimia untuk microsoft excel. Tunggu aja yah. Autocorrect penulisan rumus kimia microsoft word sudah ada di Tips Mengetik Kimia (Rumus Molekul dan Lain-lain) dengan Cepat. Bagaimana memindah autocorrect yang kita pernah buat ke komputer lain caranya sudah saya tulis di Autocorrect Backup-Restore Microsoft Word 2007 dan 2010.
Selamat mencoba.
Ok.
Diposting oleh di Tidak ada komentar:

Menggambar Struktur Lewis Menggunakan ChemSketch

Posted on 5 November 2010 
Penggambaran struktur molekul menurut Lewis (aka struktur Lewis) merupakan gambaran yang masuk akal yang bisa diterima selama ini. Visualisasinya biasanya menggunakan dot atau tanda x atau yang lain, juga boleh menggunakan variasi warna. Tujuan penggambaran ini hanyalah untuk memudahkan siapa saja yang ingin memahami struktur atom atau molekul.
Jika ingin mengambarkan struktur Lewis secara manual tidaklah sulit. Namun pada saat menuliskan/menggambar dengan program olah kata itu akan menyulitkan. Oleh karena itu akan lebih mudah kalau menggunakan perangkat lunak pendukung yang khusus. Misalnya dengan menggunakan Chemsketch.
Penggunaan ChemSketch untuk menggambar struktur Lewis sangat mudah. Di situ sudah tersedia beberapa model dan kita bisa menambahkannya sendiri sehingga pada saat diperlukan kita tinggal klik saja.
Cara menggambar struktur Lewis:
  1. Buka ChemSketch: Klik Start-> Program -> ACDLabs 12 -> ChemSketch
  2. Klik F5 atau klik menu Template -> Template Windows
  3. Pilih model struktur Lewis yang sesuai dengan meng-klik-nya dan kemudian klik pada area kerja ChemSketch. Misalnya saya pilih struktur Lewis dari CH4.
  4. Pindahkan dari mode Structure ke mode Draw agar struktur Lewis tadi bisa dikopi
  5. Klik struktur Lewis tadi kemudian kopi dengan Tombol Ctrl + C atau klik Edit -> Copy
  6. Buka pengolah kata yang biasa anda pakai.
  7. Letakkan (paste/rekat) pada posisi di mana anda akan meletakkan struktur Lewis kemudian Ctrl+V atau klik menu Edit -> Paste pada pengolah kata tadi
  8. Lakukan hal yang sama untuk struktur Lewis lainnya.
Bagaimana kalau kita ingin menambah model Lewis yang tidak tersedia di Template-nya ChemSketch?
Berkas (file) untuk template ini sebenarnya terletak pada c:\program files\acdfree12\template\. Kita bisa memodifikasi dan membuat sendiri template yang belum tersedia. Untuk menambah atau memodifikasi template yang ada.
  1. Buat model struktur lewis secara manual pada mode Draw. Gunakan atau aktifkan Tool Edit Texts yang berada tepat di bawah tulisan Draw. Mulailah menggambar struktur Lewis satu persatu dan dengan menggunakan beberapa template yang tersedia (seperti dot dll). Setelah selesai menggambar itu lakukan grouping dengan klik menu Object dan pilih Group. Jangan lupa sebelumnya seleksi semua gambar tadi. Untuk mengkopi bagian tertentu praktis (tekan tombol Ctrl sambil men-drag apa yg akan dikopi kemudian meletakkan di sisi lain.
  2. Setelah selesai pada menu Templates klik Save User Template…
  3. Isikan nama template dan tempat penyimpanan template yang anda buat pada folder tertentu.
  4. Template siap digunakan dan secara otomatis ada dalam jendela template windows.
Demikian, jika kurang jelas dari tutorial ini boleh didiskusikan pada kotak komentar.
Diposting oleh di Tidak ada komentar:
Langganan: Postingan (Atom)