Praktikum Kimia komputasi Semester Genap 2015/2015
LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA KOMPUTASI Pemodelan molekul dengan Gaussian View dan optimasi geometri
Oleh : Mediatama Ad Adi .P .P
(1203 2033221 21!"#
$A%O&A'O&)M P*+,,-A+ )&)/A+ -MA A-)$'A/ MA'*MA'-A ,A+ $M) P*+G*'A)A+ A$AM )+V*&/'A/ +*G*& MA$A+G anuari 201
Praktikum Kimia komputasi Semester Genap 2015/2015
I.
TUJUAN
a. Mampu mengoperasikan program Gauss View untuk menggamar molekul . Mampu mengoptimasi geometri molekul
II. TEORI Kimia komputasi adalah 4aang kimia 5ang menggunakan hasil kimia teori
5ang diter6emahkan ke dalam program komputer untuk menghitung si7at8si7at molekul dan peruahann5a maupun melakukan simulasi terhadap sistem8sistem esar (makromolekul seperti protein atau sistem an5ak molekul seperti gas9 4airan9 padatan9 dan kristal 4air#9 dan menerapkan program terseut pada sistem kimia n5ata. ontoh si7at8si7at molekul 5ang dihitung antara lain struktur (5aitu letak atom8atom pen5usunn5a#9 energi dan selisih energi9 muatan9 momen dipol9 kereakti7an9 7rekuensi getaran dan esaran spektroskopi lainn5a. /imulasi terhadap makromolekul (seperti protein dan asam nukleat# dan sistem esar isa men4akup ka6ian kon7ormasi molekul dan peruahann5a (mis. proses denaturasi protein#9 peruahan 7ase9 serta peramalan si7at8si7at makroskopik (seperti kalor 6enis# erdasarkan perilaku di tingkat atom dan molekul. stilah kimia komputasi kadang8kadang digunakan 6uga untuk idang8idang tumpang8tindah antara ilmu komputer dan kimia. Ada metode utama dalam kimia komputasi 1. A initio 2. /emi8empirik 3. Mekanika Molekul (MM# . Molekular ,inamik (M,#
Praktikum Kimia komputasi Semester Genap 2015/2015
Jenis molekul
Bentuk
Susunan elektron
Geometri
onto!
A"#En
,iatomik
9 O2
A"$E%
$inear
%el29 gl29 O2
A"$E#
'ekuk
+O2;9 /O29 O3
A"$E$
'ekuk
2O9 O2
A"$E&
$inear
A"&E%
,atar trigonal
%39 O32;9 +O3;9 /O3
A"&E#
Piramida trigonal
+39 Pl3
A"&E$
%entuk '
l39 %r3
'etrahedral
9 PO3;9 /O2;9 lO;
A"'E%
Praktikum Kimia komputasi Semester Genap 2015/2015
A"'E#
ungkat86ungkit
/
A"'E$
,atar persegi
A"(E%
%ipiramida trigonal
Pl
A"(E#
Piramida persegi
l9 %r
A"(E$
,atar pentagonal
A")E%
Oktahedral
/=
A")E#
Piramida pentagonal
?
A"*E%
%ipiramida pentagonal
"
III. PROSE+UR PEROBAAN
Praktikum Kimia komputasi Semester Genap 2015/2015
&.# So,t-are •
Gaussian @iew
&.$ Skema Kera Men//unakan Gauss 0ie•
,i klik ikon Gauss View pada komputer (short4ut#.
•
,i gamar molekul /=.
•
,i klik ikon = dan di pilih de7ault / (elerang#.
•
,i pilih pemodelan atom / dengan entuk oktahedral.
•
,i klik pada Gauss View.
•
,i klik ikon = dan di pilih atom .
•
,i pilih untuk ikatan tunggal.
•
,i klik kiri pada pemodelan molekul / oktahedral9 dengan = atom di gantikan dengan = atom .
•
,i klik ikon in1uire 2utton B.
•
,i klik 3lean up an4 s5mmetri6e B.
•
,i klik ikon pan6ang ikatan dan sudut ikatan untuk menentukan pan6ang dan sudut ikatan .
•
,i aplikasikan pada pemodelan molekul O29 2O9 +39 9 3l9 Pl9 /=.
Optimasi Geometri •
,i uat molekul air sama dengan proses pemuatan dalam Gauss View.
•
,i klik ikon 3lean up an4 s5mmetri6e B.
•
,i pilih menu al3ulate 9 dan di pilih Gaussian al3ulation Setup .
•
,i akti7kan menu Jo2 T5pe9 di pilih Optimi6ation .
Praktikum Kimia komputasi Semester Genap 2015/2015
•
,i pilih Optimi6e to a B dengan MinimumB 9 dan di 4entang pada Use ti/!t 3on7er/en3e 3riteria B.
•
,i klik ta Met!o4 dengan memilih Met!o4B dengan Groun4 StateB9 Basis SetB dengan )8&#GB9BCCB9B4B.
•
,i klik ta Title dan di isi 6udul 5ang di kehendaki.
•
,i klik ta Link %9 dengan ta Option pada Memor5 Limit B di isi dengan Spe3i,5 B9 #$B9 M:B.
•
,i klik Su2mit lalu OK .
•
,i klik ;es saat perhitungan selesai.
•
,i uka 7ile saat Gaussian Jo2 omplete49 dan di klik OK .
•
,i gunakan ikon pan6ang ikatam dan sudut ikatan untuk menentukan pan6ang dan sudut ikatan hasil optimasi.
•
,i ulangi langkah di atas untuk molekul O29 2O9 +39 9 3l9 Pl9 /=.
Praktikum Kimia komputasi Semester Genap 2015/2015
I0.
'.# +ata +an Per!itun/an
A.
,ata
Molekul
/udut
/udut setelah optimasiB (7ile.4hk#
/udut eksperimen
V/*P&
/udut setelah 4lean upB (7ile.g67#
Pan6ang ikatan 4lean upB (7ile.g67#
Pan6ang ikatan optimasiB (7ile.4hk#
O2
1!0
1!0
1!0
1!0
192!0
19133=
2O
120
10D9"122
10=9!!
109
09D=000
09D"!0
+3
10"9
10D9"122
10"9D="3!
10"9!
1900000
1900220
3l
10D9 10"9
D0 D0
10D9"122 88l 10!9101" 88 11091111 D0 D0
10D9" 10"9
Pl /=
10D9"122 88l 10D9"122 88 10D9"122 D0 D0
190"000 8 190"000 8l 19"=000 290000 19D000
190!02 8 190""D 8l 19"!"= 2902D= 19=
prediksi
D0 D0
'.$ Pem2a!asan +ari Soal
1. %agaimana ke4enderungan sudut ikatan untuk air9 amonia9 metana9 pospor pentaklorida dan elerang heksa7louridaE elaskan struktur atau geometri hasil perhitungan terseut menurut teori V/*P&
Ja-a2 =
1. )ntuk air (2O# dengan geometri ' engkok dimana terdapat P*% 5ang memeri e7ek induksi terhadap 2 atom O 5ang memuat geometri men6adi ' engkok dengan sudut pada teori V/*P& seesar 120 dera6at sedangkan erdasarkan hasil optimasi seesar 10=9!! dera6at 5ang dimana sudut
Praktikum Kimia komputasi Semester Genap 2015/2015
optimasi leih ke4il di karenakan terdapat P*% dengan kekuatan induksi 5ang memuat molekul air men4apai keadaan stail dengan energi terendah. 2. )ntuk amonia (+3# dengan geometri segitiga piramida dimana terdapat P*% 5ang memeri e7ek induksi terhadap 3 atom 5ang memuat geometri men6adi segitiga piramida dengan sudut pada teori V/*P& seesar 10"9 dera6at sedangkan erdasarkan hasil optmasi seesar 10"9 D="3! dera6at 5ang dimana sudut optimasi leih esar dengan selisih leih ke4il dikarenakan terdapat P*% dengan kekuatan induksi 5ang memuat molekul amonia men4apai keadaan stail dengan energi terendah. 3. )ntuk pospor pentaklorida (Pl# dengan geometri segitiga ipiramida dimana terdapat atom l 5ang saling erinduksi satu sama lain 5ang memuat geometri segitiga ipiramida dengan sudut pada teori V/*P& seesar D0 dera6at dan sesuai dengan sudut optimasi seesar D0 dera6at 6uga9 dengan demikian sudut teori V/*P& F sudut optimasi . )ntuk elerang heksa7lourida (/=# dengan geometri oktahedral dimana terdapat = atom 5ang saling erinduksi satu sama lain 5ang memuat geometri oktahedral dengan sudut pada teori V/*P& seesar D0 dera6at dan sesuai dengan sudut optimasi seesar D0 dera6at 6uga9 dengan demikian sudut teori V/*P& F sudut optimasi 2. /udut manakah 5ang leih dekat dengan eksperimen : hasil 4lean upB atau optimasi ab initioE Ja-a2 =
Pada pemodelan eerapa molekul di dapat data selisih 5ang ke4il atau sama sekali tidak ada dengan hasil eksperimen 5aitu hasil dari optimasi ab initio.
Praktikum Kimia komputasi Semester Genap 2015/2015
3. %erikanlah 4ontoh tipe eksperimen 5ang akan leih aik dilakukan memakai komputasi daripada menggunakan laoratorium (wet 4hemistr5#E Ja-a2 =
&eaksi antara ahan kimia 5ang menggunakan reagen dan pereaksi 5ang sangat mahal dan 6umlah 5ang an5ak sedangkan 5ang tersedia dalam 6umlah ke4il9 maka dapat di gunakan teknik kimia komputasi untuk pemodelan hasil dari reaksi terseut erlangsung atau tidak.
0.
KESIMPULAN +AN SARAN
(.# Kesimpulan •
Pemodelan molekul dapat menggunakan Gaussian View
•
Pada praktikum di peroleh data erupa sudut optimasi ab initio leih mendekati sudut hasil eksperimen
+A>TAR PUSTAKA
Modern Inorganic Chemistry .$. oll5 /%+ 080"8032"=082 http:HHwww.6stor.orgHpssHD"0" +.V./idgwi4k and .M.Powell9 Pro4.&o5./o4.A 1"=9 1381!0 (1D0# %akerian $e4ture. /tereo4hemi4al '5pes and Valen45 Groups &..Gillespie and &./.+5holm9 Iuart.&e@. 119 33D (1D"# &..Gillespie9 .hem.*du4. "9 1!(1D"0#
