Perc i. Ab Initio

PERCOBAAN I

AB I N I T I O

A.

Tujuan

1. Memahami metode ab initio 2. Menentukan energi muatan dan momen dipol untuk molekul alkali/alkali tanah-air 

B.

Tinjauan Pustaka

Berdasarkan Berdasarkan metode klasik menggunakan menggunakan dinamika dinamika molecular molecular dan mekanika molecular kita dapat memodelkan aspek dinamik dan struktur molecular. Dalam kimia kuantum sistem digambarkan sebagai fungsi gelombang yang dapat diperoleh dengan menyelesaikan persamaan Schroedinger. Persamaan ini berkaitan dengan sistem dalam keadaan keadaan stasioner stasioner dan energiny energinyaa dinyatakan dinyatakan dalam operator operator amiltonian amiltonian.. !perator  !perator  amiltonian dapat dilihat sebagai aturan untuk mendapatkan energi terasosiasi dalam sebuah sebuah fungsi fungsi gelomb gelombang ang yang yang mengga menggamba mbarkan rkan posisi posisi dari dari inti inti atom atom dan elektro elektron n dalam sistem. Dalam prakteknya" prakteknya" persamaan persamaan Schroeding Schroedinger er tidak dapat diselesaikan diselesaikan secara eksak sehingga sehingga beberapa pendekatan pendekatan harus dibuat. dibuat. Pendekatan dinamakan dinamakan ab initio #ika metode tersebut dibuat tanpa menggunakan informasi empiris.

$stilah $stilah %ab initio initio&& berasal berasal dari dari bahasa bahasa latin latin yang yang diberik diberikan an untuk untuk menand menandai ai  perhitungan yang diturunkan secara langsung dari prinsip-prinsip teoritis" tanpa memasukan data eksperimen. Metode ab initio merupakan initio  merupakan metode yang mempunyai akurasi paling tinggi di antara metode perhitungan kimia komputasi lainnya seperti semi-empiris atau mekanika molekuler molekuler.. Sebagai Sebagai konsekuensin konsekuensinya ya dari ketelitian yang tinggi tinggi dari metode ab initio" initio " metode ini memerlukan 'aktu operasi yang tinggi sehingga metode ini hanya mungkin diterp diterpkan kan pada pada senya' senya'aa dengan dengan massa massa moleku molekull kecil. kecil. al yang yang perlu perlu diperh diperhatik atikan an adalah pada langkah pemilihan basis set. Pemilihan set. Pemilihan basis set  akan   akan sangat berpengaruh terhadap hasil yang dicapai. (ntuk itu diperlukan data eksperimen sebagai pembanding. Secara teoritis" keabsahan penggunaan penggunaan basis set   dapat ditentukan dengan menghitung basis set superposition error  yang menyatakan menyatakan besarnya kesalahan penggunaan penggunaan basis  set  dalam  dalam perhitungan.

(ntuk melakukan kalkulasi dengan metoda mekanika kuantum ab initio dipilih ab initio  pada menu  setup dalam program hyperchem.  Metode ab initio  ini dapat digunakan untuk semua kalkulasi yang ada pada menu compute.

C.

Cara Kerja

Menghitung energi sistem )alkali / alkali tanah * air + 1.

Membuka program Hiperchem.

2.

Mengambar sistim molekul alkali/alkali tanah , i dan Mg2  * air.

0.

 Model Build  pada menu build.

.

Dipilih ab initio pada menu setup. Ditentukan basis set yang akan digunakan untuk masing-masing atom dalam sistem. Dipilih !ption dan masukan muatan dan spin multiplicity sesuai dengan sistem yang dihitung. Spin multiplicity  2s  1" s  berharga 3 untuk satu elektron tak berpasangan.

4.

Dilakukan perhitungan energi sistem dengan memilih geometri optimi5ation atau single point pada menu compute.

6.

Diperhatikan energi" muatan atau momen dipol pada hasil perhitungan.

7.

Ditentukan energi interaksi antara kation dengan molekul air ,intermoleculer dengan cara menghitung energi masing-masing spesis yang sama dengan basis set  pada perhitungan energi kompleks.

D. Hasil Percobaan

a. i-air 

8nergi

 -4149:.1;6992: ,kcal/mol

Momen dipol  :1.41:0 Debye

 b. Mg2-air 

8nergi

 -17;71.29:2617 ,kcal/mol

Momen dipol  1;1.:;;2 Debye

E. Pembahasan

Metode  Ab-initio merupakan metode yang memiliki akurasi paling tinggi diantara metode perhitungan kimia komputasi lainnya seperti semiempiris dan mekanika molekular. uga dimungkinkan untuk mendapat momen dipol dan polaristabilitas secara langsung dari turunan energi pada medan listrik molekul. Metode  Ab-initio memerlukan 'aktu operasi yang tinggi sehingga metode ini hanya dapat diterapkan pada senya'a dengan massa molekul yang kecil. (ntuk menghitung energi sistem dan momen dipol dari alkali/alkali tanah ?s air" untuk golongan alkali dipilih i  dan golongan akali tanah dipakai Mg 2. 8nergi sistem dihitung dengan memilih single point yang ada di menu compute data hasil perhitungan dapat dilihat pada notepad. Disini data energi muatan dan momen dipol dapat dilihat. Selain itu energi dan momen dipol dapat dilihat dengan memilih compute kemudian  properties.

Dari hasil praktikum maka energi total dan momen dipol i-air lebih kecil dibandingkan dengan Mg-air. 8nergi untuk Mg-air adalah 

-17;71.29:2617

,kcal/mol dan momen dipolnya adalah 1;1.:;;2 debye. Besarnya momen dipol ini mungkin diakibatkan kepadatan elektron pada atom dalam molekul" karena tidak ada defenisi khusus dari muatan atomik atau momen dipol. Sehingga momen dipol biasanya dipakai untuk menandai kerapatan elektron pada atom Mg atau i dalam molekul air.

. Kesim!ulan

Metode ab-initio merupakan metode yang mempunyai akurasi yang paling tinggi" memberikan hasil kualitatif yang sangat baik dan dapat memberikan keakuratan hasil kuantitatif" sehingga metode ini hanya dapat diterapkan pada senya'a dengan masa molekul yang kecil.