TUTORI ALHYPERCHEM
INTRODUKSI
Program HyperChem , merupakan kimia aplikasi 32 bit, yang oleh HyperCube Inc untuk system operasiprogram Windows 95/98 dan Windows NTdikembangkan !yper"hem merupakan program yang handal dari pemodelan molekul yang telah diakui mudah digunakan, #leksibel dan berkualitas $engan menggunakan %isualisasi dan animasi tiga dimensi hasil perhitungan kimia kuantum, mekanika dan dinamika molekular, men&adikan !yper"hem terasa sangat mudah digunakan dibandingkan dengan program kimia kuantum yang lain Program 'imia menyediakan #asilitas pembuatan model tiga dimensi (3$), perhitungan mekanika molekular dan mekanika kuantum (semiempiris dan ab initio) $isamping itu tersedia pula database dan program simulasi *onte "arlo dan molecular dynamics (MD) +asilitas yang disediakan oleh program standar ini adalah •
-nput .truktur dan *anipulasi ( Structure Input and Mani-pulation)
•
$isplay *olekul (Molecular Display)
•
'imia 'omputasi (Computational Chemistry)
•
*etode 'omputasi (Computational Methods)
HASIL PERHITUNGAN DENGAN HYPERCHEM Prediksi
!yper"hem dapat digunakan untuk menentukan beberapa si#at struktur antara lain
• .tabilitas relati# dari beberapa isomer • Panas pembentukan
• 0nergi keadaan tereksitasi "• .i#at dan struktur keadaan transisi
• 0nergi akti%asi
• 0nergi interaksi nonbonded
• *uatan atom
• .pektra serapan 466-.
• 1eda energi !*4*
• .pektra bsorpsi -7
• Potensial -onisasi
• Pengaruh isotop pada %ibrasi
• #initas elektron
• .pektra serapan -7
• *omen dipol
• 0#ek "ollision pada si#at struktur
• Tingkat energi elektronik • .tabilitas dari kluster • 0nergi korelasi elektron *P2
Si!u"#si
•
-nteraksi $oking
•
Pengaruh temperatur pada gerakan molekul
•
Pengaruh pelarut pda struktur dan dinamika
•
-nteraksi intermolekular pada kluster
$IE% TOOL&ARS STANDARD
.eketika !yper"hem akti#, maka tampak toolbars standard berikut
1eberapa toolbars yang harus dipahami dulu adalah $raw, .elet, 7otate outo#plane (: 7otation), 7otate inplane (; 7otation), Translate (: Translation), ;Translate, *agni#y/shrink/;oom,;"lipping planes, dan Te
button =$rawing> untuk menampakkan sistem periodik unsur? ara melakukanya
button =.eletion> untuk memilih atom atau molekul atau untuk melihat pan&ang ikatan, sudut ikatan, dan sudut torsi
button =: 7otation> untuk memutar molekul sekitar sumbu dan :
button =; 7otation> untuk memutar molekul sekitar sumbu ;
button =: Translation> untuk menggerakkan atom dan molekul sepan&ang sumbu
dan :
button =; Translation> untuk menggerakkan atom dan molekul sepan&ang sumbu ;
button =;oom> untuk membesarkan atau mengeilkan sistem molekul "aranya, tekan tombol kin mouse, gerakan ke kiribawah untuk membesarkan, atau gerakan ke kananatas untuk mengeilkan
button =; "lipping> untuk memotong molekul
button =Te
untuk menambakkan te
1utton toolbars yang lain adalah button standar pada *s ##ie, yaitu New
memulai #ile baru
pen membuka #ile lama .a%e "ut
menyimpan #ile akti# ke disket/!$isk menghilangkan pilihan dan menyimpan ke memori
"opy menyimpan pilihan ke memori Paste menempelkan simpanan di me mori ke lay ar
Print
ngeprinting
PERSIAPAN MEM&UAT 'ILE STRUKTUR &ARU
angkah sederhananya 'lik ('i"e)* pilih (Pre+erences)* sehingga munul tampilan berikut
Pilih pada (%ind,- C,",r) (%.i/e)* supaya layar !yper"hem berwarna putih Pilihan lain pada @Pre#erenesA dapat dioba sendiri 'lik (Disp"#y)* pilih (L#be"s)* sehingga munul tampilan berikut
Pada @ L#be"sA pilihlah @ Sy!b,"A dalam @ A/,!sA, lalu pilihlah @ &,nd OrderA dalam &,nds)0 .ementara pilihan manut dulu, lain kali terserah
MEM&UAT STRUKTUR &ARU
angkah mudahnya 'lik ('i"e) lalu pilih @Ne-A, supaya layar bersih
'lik button BDr#-C
1 k#"i den2#n cep#/ sehingga munul @ E"e!en/ T#be")
.eumpama akan membuat struktur e/#n# ("!3"!3), maka klik - kali huru# @"A pada (E"e!en/ T#be")0 -ngat pilihan @0
'lik kiri mouse pada " sebelah kiri, &angan dilepas dulu klik kirinya, geser atau hubungkan ke " yang kedua, sehingga terbentuk ikatan, seperti gambar berikut
#i!#n# !e!bu#/e/en#3CH1CH14 y#n2 ,rdeik#/#nny# 1 5
D akukan langkah (D) sampai(5) seperti di atas, persisE
2 'lik button toolbars6Dr#-7 8 k#"i* laluarahkan kursor bertanda@seletAdan tempatkan/ep#/pada garisikatan,k"ik kiri !,use 8 k#"i s#9#*maka akan munul ikatan ganda 4ntuk membuatetuna("!"!) yang berorde ikatan 3, maka lakukanklik seperti ini1k#"i k"ikkiri !,use*sehingga munul ikatan tripel 3 1aru lalukan langkah (F) dan (G)
'lik (&ui"d) dan pilihlah (Add H H M,de" &ui"d) sehingga munul struktur berikut
'lik button toolbars yang lain untuk mengubah posisi stuktur, misalnya klik D kali button
B :Y
R,/#/i,n7 * kemudian pada layar putih klik kiri mouse dan tahan tents sambil !en22eser !,use kes#n#;ke!#ri0 "oba pilihan lain, misal BtranslationC, dan B I o o m C
MELIHAT PAN
'lik (Se"ec/) dan pilihlah (A/,!s)* untuk memilih atomatom
'lik button toolbars 6Se"ec/7
8 k#"i s#9#
4ntuk melihat pan&ang ikatan, arahkan button B Se"ec/C pada garis ikatan tertentu, misalnya garis ikatan antar ", dan klik kiri mouse l kali tepat pada garis ikatan yang dipilih, maka akan munul keterangan pada garis paling bawah layar seperti berikut ini
Jarak antar " adalah D,5K ngstrom "obalah lagi pada garis ikatan lain, dan baalah pan&ang ikatannyaE 4ntuk membebaskan kursor mouse dan memilih maka k"ik k#n#n !,use 8 k#"i di se!b#r#n2 /e!p#/0 K 4ntuk melihat sudut ikatan !"!, maka klik kiri mouse dan tahan tepat di atas atom ! pertama dan geserkan ke atom ! kedua, lepaskan klik, dan lihat hasilnya .udut antara atom nomer F2G (!"!) adalah DL9,KGDM "oba antar 3 atom yang lain E *isal sudut !"" E 5 4ntuk melihat sudut torsi atom !""!, maka klik kiri mouse pada klik dan geserkan ke atom ! kedua, sehingga munul gambar berikut .udut torsi atom !""! adalah D8LM
STRUKTUR = DIMENSI
'lik (Disp"#y)* dan pilihlah (Renderin2)* munul tampilan berikut
atom ! pertama, tahan
Pada Renderin2 Op/i,ns terdapat berbagai pilihan 7endering *ethod, .tiks, 1alls, "ylinders, dan %erlapping .pheres *isalkan pilihannya pada 7endering *ethod
1alls and "ylinder
.tiks Pilih semua, keuali .tereo 1alls .hading dan !ighlight "ylinder
"olor by element
%erlapping .phere .hading dan !i ghlight
*aka akan diperoleh gambar 3 dimensi sebagai berikut
4ntuk berubah ke bentuk semula (misalnya .tiks) tinggal b#"ik>
/ek#n /,!b," ('1)* b,"#k;
Perlakukan bentuk gambar 3 dimensi ini seperti bentuk @.tiksA, misalkan untuk melihat pan&ang ikatan, sudut ikatan 3 atom, dan sudut torsi K atom pilihan erakkan pula dengan @: 7otationA, @; 7otationA, @TranslationA, atau @;oomA 4ntuk melihat gambar 3 dimensi yang bagus banget, maka klik (R#y/r#ce) Jangan lupa simpan gambar strukturnya dengan memilih @
(Disp"#y) dan pilihlah
'i"e A dan @ S#?e A, kemudian
beri nama #ile (misal gambar D)
MENGU&AH STRUKTUR MOLEKUL
1agaimana membuat struktur To luena dengan mengubah dari 1enIena O 'lik menu @ 'i"eA, pilih (Open)* arilah #ile =1enIene> di direktori "!yper8L .amplesaromati 'lik #ile =1enIene> dan @penA, maka akan munul struktur 1enIena 'lik menu @ Se"ec/A dan pilih @ A/,!sA, ingat &angan pilih dulu @ Mu"/ip"e Se"ec/i,ns A, karena hanya akan memilih satu pilihan sa&a 'lik kiri mouse tepat di atas salah satu atom ! sampai ada tanda lingkaran, tanda berhasil memilih, kemudian pilih /,!b," (De"e/e) p#d# keyb,#rd
'lik button 6Dr#-7
1 k#"i den2#n cep#/ sehingga munul @ E"e!en/ T#be"A
'lik D kali huru# @ CA pada @ E"e!en/ T#be"A 'lik kiri mouse l kali tepat pada posisi atom ! yang dihapus Tarik garis ikatan dari atom " baru ke atom " yang dihilangkan atom !nya, dengan ara menekan tombol kiri mouse tepat di atas atom " baru, tahan dan geserkan ke atom " yang hilang atom !nya 'lik @ &ui"dA dan pilihlah @ Add H @ M,de" &ui"d A
'lik button B: 7otationC
dan gerakan molekul sehingga atom ! yang lain tampak
MEM&UAT STRUKTUR MOLEKUL DART CS CHEMDRA% ULTRA
kti#kan program CS C.e!Dr#- U"/r#
'lik button tool te
D kali
*isal akan membuat struktur TNT (Trinitr otoluene), klik kiri mouse di ruang kosong, kemudian ketik =trinitrotoluene> (harus istilah asing)
'lik button tool *arQuee
D kali sa&a
'lik menu @ S/ruc/ureA, kemudian pili hlah @"on%ert Nam e to .trutureA, maka akan keluar struktur TNT
'lik button tool *arQuee &angan ikut diblok),
kemudian lakukan blok terhadap struktur TNT (nama struktur
'lik menu @ Edi/A, pilihlah @ C,pyA kti#kan program !yper"hem 'lik @ 'i"eA, pilihlah @ Ne-A untuk membersihkan ruang 'lik @ Edi/A, pilihlah @ P#s/eA, maka akan munul struktur TNT
.impanlah dan beri nama #ile RTNTS "obalah sendiri ara ini untuk membuat struktur =Piri aid> atau =2,K,Ftrinitrophenol>, =mmonium pirate>, dan =2,K,Ftrinitrophenylmet hylnitramine> pada program !yper"hem melalui ". "hem$raw 4ltra
MENGAM&IL 'ILE STRUKTUR MOLEKUL DART DATA&ASE
Program !yper"hem menyediakan database untuk beberapa struktur molekul, diantaranya struktur asamas am amino, asam nukleat, kristal, sakarida dan struktur lain "aranya sebagai berikut 'lik menu (D#/#b#ses)* pilih (A!in, #cids)* maka akan munul kotak dialog beberapa nama asam amino, pilihlah salah .atu 'lik menu (D#/#b#ses)* pilih (S#cc.#rides)* klik (Add)* maka akan munul kotak dialog beberapa &enis sakarida, pilih salah satu, misalnya @aldosesA, @ketosesA atau yang lain
"ontoh prosedur untuk sugar dan rystal sebagai berikut
Pr,cedure Su2#r &ui"der 3D#/#b#ses Menu4
The .ugar (Polysaharide) 1uilder module is in%oked by a simple lik on the !yper"hem menu item The module has its own struture, menus, and dialog bo
lik on $atabases/.aharides
Cre#/in2 p,"y 38;)4; ;D;G"uc,se
lik on $atabases/.aharides 4se the dd/ldoses menu ommand to bring up the ldoses dialog bo< .elet the $ and α options to selet the $ isomer and α anomer "hoose the luose ommand button to reate a gluose residue in !yper"hem "hoose the DK onnetion type by seleting it #rom the list "hange φ and ψ to K8L5 and 2L by entering these numbers in their edit bo
7epeatedly lik on the luose ommand button, one #or eah residue you wish to add to the hain lik in the upper righthand orner o# the ldoses dialog bo< and to lose the sugar builder
the .ugar 1uilder *odule
.with bak to !yper"hem to %iew the polysaharide
Pr,cedure Crys/#" &ui"der 3D#/#b#ses Menu4
The "rystal 1uilder module is in%oked by a simple lik on the !yper"hem menu item The module has is own struture, menus, and dialog bo
In?,kin2 /.e Crys/#" &ui"der M,du"e
lik on $atabases/"rystals
Cre#/in2 # M,"ecu"#r Crys/#"
"reate a moleule in !yper"hem lik on $atabases/"rystals lik on !yper"hem/et in the "rystal 1uilder *odule .elet the "rystal Type, 4nit "ell Parameters and the Number o# 4nit "ells in the "rystal 1uilder *odule lik on !yper"hem/Put in the "rystal 1ulder *odule "lose the "rystal 1uilder *odule by an lik in the upper righthand orner 7eturn to !yper"hem
Re#din2 in # M,"ecu"e +r,! /.e C#!brid2e Crys/#"",2r#p.ic D#/#b#se
lik on $atabases/"rystals to bring up the "rystal 1uilder *odule
lik on +ile/pen in the "rystal 1uilder *odule Na%igate to an appropriate diretory and read in a ".$ #ile lik on !yper"hem/Put in the "rystal 1uilder *odule "lose the "rystal 1inder *odule by an lik in the upper righthand orner 7eturn to !yper"hem
Cre#/in2 # S#!p"e Crys/#"
lik on $atabases/"rystals to bring up the "rystal 1uilder *odule lik on the .amples button .elet an appropriate .ample "rystal Type and then lik on ' .elet the Number o# 4nit "ells in the "rystal 1uilder *odule lik on !yper"hem/Put in the "rystal 1uilder *odule "lose the "rystal 1uilder *odule by an lik in the upper righthand orner 7eturn to !yper"hem
METODE KOMPUTASI
.truktur yang pertama kali dibuat mungkin belum optimal geometri strukturnya, karena itu harus dilakukan optimasi geometri untuk menempatkan kon#ormasi yang stabil menggunakan metode komputasi tertentu !yper"hem telah menyediakan dalam menu (Se/up)0 .ebagai gambaran berikut ini di&elaskan seara singkat metode komputasinya
Me/,de Ki!i# K,!pu/#si
*etode kimia komputasi dapat dibedakan men&adi 2 bagian besar yaitu mekanika molekuler dan metode struktur elektronik yang terdiri dari metode semiempiris dan metode ab initio *etode yang sekarang berkembang pesat adalah teori kerapatan #ungsional ( density functional theory, $+T)
1anyak aspek dinamik dan struktur molekul dapat dimodelkan menggunakan metode klasik dalam bentuk dinamik dan mekanika molekul *edan gaya ( force field) klasik didasarkan pada hasil empiris yang merupakan nilai ratarata dari se¨ah besar data parameter molekul 'arena melibatkan data dalam ¨ah besar hasilnya baik untuk sistem standar, namun demikian banyak pertanyaan penting dalam kimia yang tidak dapat semuanya ter&awab dengan pendekatan empiris Jika ada keinginan untuk mengetahui lebih &auh tentang struktur atau si#at lain yang bergantung pada distribusi kepadatan elektron, maka penyelesaiannya harus didasarkan pada pendekatan yang lebih teliti dan bersi#at umum yaitu kimia kuantum Pendekatan ini &uga dapat menyelesaikan permasalahan nonstandar, yang pada umumnya metode mekanika molekuler tidak dapat diaplikasikan
'imia kuantum didasarkan pada postulat mekanika kuantum $alam kimia kuantum, sistem digambarkan sebagai #ungsi gelombang yang dapat diperoleh dengan menyelesaikan persamaan .hrdinger Persamaan ini berkait dengan sistem dalam keadaan stasioner dan energi mereka dinyatakan dalam operator !amiltonian perator !amiltonian dapat dilihat sebagai aturan untuk mendapatkan energi terasosiasi dengan sebuah #ungsi gelombang yang menggambarkan posisi dari inti atom dan elektron dalam sistem $alam prakteknya, persamaan .hrdinger tidak dapat diselesaikan searatersebut eksak sehingga beberapa pendekatan harus dibuat Pendekatan dinamakan initio &ika metode dibuat tanpa menggunakan data empiris, keuali untuk tetapan dasarab seperti massa elektron dan tetapan Plank yang diperlukan untuk sampai pada prediksi numerik Jangan mengartikan kata ab initio sebagai penyelesaian eksak Teori ab initio adalah sebuah
konsep perhitungan yang bersi#at umum dari penyelesaian persamaan .hrdinger yang seara praktis dapat diprediksi tentang keakuratan dan kesalahannya
'elemahan metode ab initio adalah kebutuhan yang besar terhadap kemampuan dan keepatan komputer $engan demikian penyederhanaan perhitungan dapat dimasukkan ke dalam metode ab initio dengan menggunakan beberapa parameter empiris sehingga dihasilkan metode kimia komputasi baru yang dikenal dengan semiempiris *etode semiempiris dapat diterapkan dalam sistem yang besar dan menghasilkan #ungsi gelombang elektronik yang baik sehingga si#at elektronik dapat dengan perhitunganbergantung ab initio, realibilitas metode semiempiris agakdiprediksi rendah dan$ibandingkan penerapan metode semiempiris pada ketersediaan parameter empiris seperti halnya pada mekanika molekul
.kema Pembagian *etode 'imia 'omputasi
.kema 'arakterisasi *etode 'imia 'omputasi
Me/,de Mek#nik# M,"eku"er
*etode mekanika molekuler menyediakan pernyataan al&abar yang sederhana untuk energi total senyawa, tanpa harus menghitung #ungsi gelombang atau kerapatan elektron total Pernyataan energi mengandung persamaan klasik sederhana, seperti persamaan osilator harmonis untuk menggambarkan energi yang terakup pada ter&adinya uluran, bengkokan dan torsi ikatan, gaya antar molekul seperti interaksi %an der waals dan ikatan hidrogen
$alam metode mekanika molekular, data base senyawa yang digunakan dalam metode parameterisasi merupakan hal yang krusial berkaitan dengan kesuksesan perhitungan !impunan parameter dan #ungsi matematika dinamakan medan gaya ( force-field)
$ibandingkan dengan metodemetode kimia komputasi yang lain, metode mekanika molekuler mempunyai sisi baik dan sisi buruk .isi baik dari mekanika molekuler adalah dimungkinkannya modeling terhadap molekul yang besar seperti halnya protein dan segmen dari $N tanpa kapasitas komputer yang besar dengan proses perhitungan komputer yang tidak terlalu lama .edangkan metode komputasi yang lain &uga mampu modeling terhadap molekul besar namun memerlukan kapasitas komputer yang besar dan proses perhitungannya memerlukan waktu yang lama .isi buruk dari mekanika molekular adalah banyak si#at kimia yang tidak dapat dide#inisikan dengan metoda ini *isalnya dalam proses dan hasil perhitungan *etode mekanika molekuler hanya mampu mem%isualisasikan perhitungan energi total tetapi pada metode semi empiris selain mem%isualisasikan perhitungan energi total &uga mampu mem%isualisasikan perhitungan panas pembentukan
*ekanika molekul dikembangkan untuk mendiskripsikan struktur dan si#atsi#at molekul sesederhana mungkin 1idang aplikasi mekanika molekular meliputi *olekul yang tersusun oleh ribuan atom *olekul organik, oligonukleotida, peptida dan sakarida *olekul dalam lingkungan %akum atau berada dalam pelarut .enyawa dalam keadaan dasar .i#atsi#at termodinamika dan kinetika
1eberapa &enis medan gaya yang sering digunakan dalam kimia komputasi pada metode mekanika molekuler
• •
• •
**U (.esuai untuk sebagian besar spesies nonbiologi) *107 (.esuai digunakan dalam polipeptida dan asam nukleat dengan semua atom hidrogen diikutkan dalam perhitungan) 1-U ($ikhususkan untuk perhitungan molekul protein) P. (*etode yang &uga dikembangkan untuk protein, tetapi perhitungan interaksi non ikatannya lebih akurat dari metode *107)
1eberapa kalkulasi pada menu (C,!pu/e) yang dapat dilakukan oleh Mek#nik# M,"eku"er adalah .ingle Point, eometry ptimiIation, *oleuler $ynamis .imulation, ange%in $ynamis .imulation, *onte "arlo .imulation, "on#ormational .earh, dan V.7 Properties
Bu#n/u! !ec.#nics
theory o# eletron mo%ement and interations based on the reognitions that eletrons tra%el in a limited number o# orbits around an atomi nuleus, and that eah orbit is harateriIed by a spei#i radius and energy 0letrons an mo%e #rom one orbit to another by absorbing or emitting disrete pakets o# energy, known as Quanta *o%ing eletrons ha%e the properties o# both partiles and wa%es and an orbital using the wa%e aspet to desribe the probability o# #inding an eletron at a partiular point in spae The .hrodinger eQuation and its deri%ati%es desribe ompletely the beha%ior o# eletrons relati%e to a #i
Se!i;e!piric#"
type o# Quantum meh an is he mia l alu lation tha t uses par ame ter s de ri%ed #rom e
se!i;e!piric#";!e/.,d
Type enum (e
Use
.ets in the type o# semiempirial Quantum mehanism method #or alulations
Hucke"
simple and appro
CNDO
"omplete Neglet o# $i##erential %erlap (see N$) This is the simplest o# the ."+ methods #or semiempirial Quantum mehanis alulations -t is use#ul #or alulating ground state eletroni properties o# open and losedshell systems, geometry optimiIation, and total energy !yper"hem uses "N$/2
INDO
-ntermediate Neglet o# $i##erent ial %erlap (see N$) This is an ."+ method #or semiempirial Quantum mehanis alulations -t impro%es on "N$ by aounting #or ertain oneenter repulsions between eletrons on the same atom 4se#ul #or alulating groundstate eletroni properties o# openand losedshell systems, geometry optimiIations, and total energy
MINDO=
*odi#ied -ntermediate Neglet o# $i##erential %erlap This is an ."+ method #or semiempirial Quantum mehanis alulations n e
MNDO
*odi#ied Neglet o# $iatomi %erlap This is an ."+ method #or semiempirial Quantum mehanis alulations 4se#ul #or %arious organi moleules ontaining elements #rom long rows D and 2 o# the periodi table, but not transition metals 0liminates some errors in *N$/3 "alulates eletroni properties, optimiIed geometries, total energy, and heat o# #ormation
AM8
semiempirial ."+ method #or hemial alulations n impro%ement o# the *N$ method 4se#ul #ormetals moleules ontaining elements long rows and 2aurate o# the periodi table, but not transition Together with P*3, *D#rom is generally theDmost semiempirial method inluded in !yper"hem "alulates eletroni properties, optimiIed geometries, total energy, and heat o# #ormation
PM=
semiempirial ."+ method #or hemial alulations P*3 is a reparametriIation o# the *D method P*3 and *D are generally the most aurate methods in !yper"hem P*3 has been parameteriIed #or many main group elements and some transition metals
INDO8
1ased on a modi#ied %ersion o#-N$/D :ou an use ;-N$/D #or alulating energy states in moleules ontaining transition metals
INDOS
n -N$ method parameteriIed to reprodue 46 %isible spetrosopi transitions when used with singlye<ited on#iguration interation ("-) methods 4se ;-N$/D rather than ;-N$/. #or geometry optimiIations and omparisons o# total energies
1eberapa komputasi pada menu (C,!pu/e) yang dapat dilakukan oleh Se!i E!piric* se"#in !e/,de E/ended Hucke" adalah .ingle Point, eometry ptimiIation, *oleuler $ynamis .imulation, ange%in $ynamis .imulation, *onte "arlo .imulation, 6ibrations, Transition .tate, "on#ormational .earh, dan V.7 Properties .edangkan metode E/ended Hucke" hanya dapat untuk .ingle Point, "on#ormational .earh, dan V.7 Properties
Ab ini/i, !e/.,d
Perhitungan komputasi dinamakan ab initio &ika metode tersebut dibuat tanpa menggunakan data empiris, keuali untuk tetapan dasar seperti massa elektron dan tetapan Plank yang diperlukan untuk sampai pada prediksi numerik *etode ab initio tidak dapat disebut penyelesaian eksak Teori ab initio adalah sebuah konsep perhitungan yang bersi#at umum dari penyelesaian persamaan .hrdinger yang seara praktis dapat diprediksi tentang keakuratan dan
kesalahannya 'elemahan metode ab initio adalah kebutuhan yang besar terhadap kemampuan dan keepatan komputer
Ab initio alulations an be per#ormed at the !artree+ok le%el o# appro
!yper"hem per#orms ab initio ."+ alulations generally -t also an alulate the orrelation energy (to be #dded to the total ."+ energy) by a post !artree+ok proedure all *P2 that does a *ailerPlesset seondorder perturbation alulation The *P2 proedure is only a%ailable #or single point alulations and only produes a single number, the *P2 orrelation energy, to be added to the total ."+ energy at that single point on#iguration o# the nulei
&#sis se/
ny set o# oneeletron #untions an be a basis set in the " appro
*any on%entional and ommonlyused ab initio basis sets are supported in !yper"hem These basis sets inlude .TD and .TD (! and !e)? .T2 and .T2 (! to e)?
.T3 and .T3 (! to e)? .TK and .TK (! to e)? .T5 and .T5 (! to e)? .TF and .TF (! to e)? 32D, 32D, and 32D (! to r)? K2D, K2D, and K2D (! to Ne)? F2D, F2D, and F2D (! to r)? K3D, K3D, and K3D (! to Ne)? 53D, 53D, and 53D (! to +)? F3D, F3D, and F 3D (! to r)? F3DD, F3DD, and F3DD (! to r)? $95, $95 and $95 (! to "-)
1eberapa komputasi pada menu (C,!pu/e) yang dapat dilakukan oleh Ab Ini/i, adalah .ingle Point, eometry ptimiIation, *oleuler $ynamis .imulation, ange%in $ynamis .imulation, *onte "arlo .imulation, 6ibrations, Transition .tate, "on#ormational .earh, dan V.7 Properties
OPTIMASI GEOMETRI STRUKTUR MOLEKUL
Me n u Ac/i?#/,r Use
!#enu;c,!pu/e;2e,!e/ry;,p/i!iF#/i,n
+inds an optimal on#ormation #or the moleular system
Di#",2 &, *oleular *ehanis or .emiempirial or ab initio eometry ptimiIation
angkah persiapan sebelum komputasi adalah menyiapkan #ile tempat menyimpan data hasil komputasi "aranya adalah
'lik ('i"e)* pilihlah (S/#r/ L,2)* tentukan direktori #ilenya, ontohnya di =*y D,cu!en/s* kemudian beri n#!# +i"e dan klik @'A .iap melaksanakan penyimpanan hasil ko mputasi
Op/i!#si Ge,!e/ri
.ebagaimana kita ketahui, perubahan struktur dalam suatu molekul biasanya menghasilkan perbedaan energi dan si#atsi#at lainnya leh karena itu perhitunganperhitungan penyelidikan dilakukan pada suatu sistem molekul yang memiliki struktur geometri yang tertentu 1agaimana energi suatu sistem molekul berubah se&alan dengan perubahan keil pada strukturnya digambarkan oleh energi potensial permukaannya -nti prosedur optimasi suatu struktur molekul adalah membandingkan energi struktur yang didapatkan dengan struktur sebelumnya 0nergi struktur yang lebih rendah dari sebelumnya menun&ukkan kestabilan struktur dibandingkan sebelumnya Prosedur ini diulang sampai mendapatkan energi struktur yang tidak &auh berbeda dengan sebelumnya Penentuan struktur yang stabil dari molekul merupakan langkah perhitungan yang paling umum ter&adi pada pemodelan molekul 0nergi relati# dari struktur teroptimasi yang berbeda akan menentukan kestabilan kon#ormasi, keseimbangan isomerisasi, panas reaksi, produk reaksi, dan banyak aspek lain dari kimia da K &enis metode optimasi yang sering digunakan, yaitu
Steepest descent, dikhususkan untuk perhitungan yang epat agar menghilangkan sterik yang berlebihan dan masalah tolakan pada struktur awal Conjugate gradient +lether7ee%es untuk menapai kon%ergensi yang e#isien Conjugate gradient Polak7iebere hampir sama dengan metode +lether7ee%es, yaitu untuk menapai kon%ergensi yang e#isien loc!-diagonal "e#ton-$aphson (hanya untuk **U), yang memindahkan satu atom pada suatu waktu dengan menggunakan in#ormasi turunan keduanya lgoritma Conjugate gradient lebih baik digunakan dibandingkan dengan algoritma Steepest descent Perbedaan terdapat pada metode perhitungannya
angkahlangkah optimasi .elet the atoms #or optimiIation, or deselet all atoms to optimiIe the whole moleular system .pei#y either .tup/*oleular *ehanis or .etup/.emiempirial .elet "o mpute/eometry ptimiIation .pei#y the algorithm used to alulate the minimum potential energy lgorithm .pei#y the options #or the alulations ptions .pei#y how o#ten to re#resh the sreen by entering a number in the .reen re#resh period te
A"2,ri/.! S/eepes/ Descen/
*o%es diretly down the steepest slope o# interatomi #ores on the potential energy sur#ae, making limited hanges to the moleular struture This method is use#ul #or orreting bad geometry or remo%ing bad ontats -t is most e##eti%e when the moleular system is #ar #rom minimum, and is less satis#atory #or maromoleular systems '"e/c.er;Ree?es
on&ugate gradient method using onedimensional searhes This algorithm on%erg es better than the .teepest $esent method P,"#k;Ribiere
on&ugate gradient method using onedimensional searhes, on%erging more Quikly than +lether 7ee%es but using slightly more memory Ei2en?ec/,r;',"",-in2
%ailable #or semiempirial and ab initio Quantum mehanial methods (.etup/.emiempirial and .etup/b initio), this m ethod mo%es the atoms o# a moleular system based onthe eigen%etor o# the
!essian (the seond deri%ati%es o# the total energy with respet to displaements) The initial guess o# the !essian is omputed empirially &",ck;di#2,n#" Ne-/,n R#p.s,n
%ailable #or the **U #ore #ield, this method mo%es one atom at a time using seond deri%ati%es Op/i,ns Ter!in#/i,n C,ndi/i,ns HMS 2r#dien/
.et the rootmeansQuare (7*.) gradient to determine the end o# the alulations When the 7*. gradient is less than the %alue you enter, the alulation ends Cyc"es 0nter a number to limit the number o# searh diretions The de#ault %alue is D5 times the number o# atoms In ?#cu,
7emo%es the periodi boundaries #rom the alulation
Peri,dic b,und#ry c,ndi/i,ns
4ses the periodi boundary onditions that e
ptimasi geometri minima l dapat &uga dilakukan dengan menggunakan @.ingle PointA dari menu (C,!pu/e)0 *etode yang dipilih dapat *oleular *ehanis, .emiempiri al, atau b -nitio pada menu (Se/up)0
Sin2"e p,in/
alulation that determines the total energy (in 'al/mole) and gradient o# a moleular system or o# seleted atoms With a semiempirial or ab -nitio method, a single point alulation also determines the eletron (harge) distribution in the system The alulation represents only the present moleular on#iguration, a single point on the energy sur#ae #or the moleular system
Pr, ce du re Ab Ini/i, Sin2"e P,in/ 3C ,! pu /e Me nu 4 C,!pu/in2 # sin2"e p,in/ usin2 /.e #n/i #!#i## !e/.,d
.elet the atoms to inlude in the alulation, or deselet all atoms to per#orm alulations on the whole moleular system .elet .etup/b -nitio .et the options you want in the b -nitio ptions dialog bo< .elet "ompute/.ingle point "hoose either o# the #ollowing options
!asil komputasinya dapat dilihat pada lampiran D
SIMULASI GERAKAN MOLEKUL
*elihat simulasi gerakan molekul dapat dilakukan menggunakan menu (C,!pu/e) dengan pilihan @*oleular $ynamisA atau @ange%in $ynamisA atau @*onte "arloA
M,"ecu"#r dyn#!ics
"alulations that simulate the motion o# eah atom in a moleular system at a #i
L#n2eren Dyn#!ics
"alulates the motion o# seleted stairs or all atoms in a moleular system, o%er pioseond time inter%als $emonstrates stable on#ormations, transition states, and thermodynami properties 4se either a moleular mehanis orsemiempirial or ab initio method4ses #ritional e##ets to simulate the presene o# a sol%ent
:ou per#orm ange%in $ynamis alulations with !yper"hem in the same way as you do *oleular $ynamis alulations ll o# the dialog bo
.imulates moleular mo%ement so that you an obser%e eQuilibrium properties and kineti beha%ior :ou an spei#y as many as three phases #or the simulations X heating, running and ooling 1erikut ini prosedur kalkulasi *oleular $ynami s yang dapat &uga dipakai untuk ange%in $ynamis dan *onte "arlo
C#"cu"#/in2 !,"ecu"#r dyn#!ics
.elet the atoms #or moleular dynamis or deselet all atoms to simulate the whole moleular system .pei#y either .etup/*oleular *ehanis or .elet "ompute/*oleular $ynamis .pei#y the Time ptions Time ptions .pei#y the Temperature ptions Temperature ptions .pei#y the other ptions ptions .elet the output periods $ata olletion period .reen re#resh period
.etup/.emiempirial
lik the Playbak or 7estart option,
i# desired
Playbak 7estart -# you want snapshots so that button
you an later replay the
simulation, lik the .napshots
.napshots Playbak -# you want to alulate or plot a%erages, lik the %erages button %erages lik the Proeed button in
the *oleular $ynamis ptions dialog bo<
.imulasi gerakan molekul memakan waktu yang lama 4ntuk menghentikan tekan (C#nce")0
menu
ANALISIS $I&RASI
6ibrations ommand omputes the %ibrational motions o# the nulei and displays the normal modes assoiated with indi%idual and in#rared %ibrations :ou an use any o# the semi empirial methods e<ept 0
Pr,cedure $ibr#/i,n#" An#"ysis 3C,!pu/e Menu4
$raw the 2$ struture ethanol -n%oke the *odel 1uilder to reate a symmetri linear strut ure "hoose @ Se!i;e!piric#"A #rom the @Se/upA menu 4se 6ibrations only with semiempirial methods #or e%aluating the energy "hoose any se!i;e!piric#" !e/.,d , e<ept e
The normal modes represent a linear ombination o# atomi "artesian displaements "hoose @ $ibr#/i,n#" Spec/ru! A #rom the @ C,!pu/eA menu The 6ibrational .petrum dialog bo<, whih shows the spetrum o# #reQuenies orresponding to eah normal mode The spetrum (%ertial lines ) at the top represent all the %ibrational #undamental #reQuenies The spetrum at the bottom orresponds to -7ati%e %ibrations The #reQueny inreases #rom the right side to the le#t side o# the dialog bo< The he ight o# the bottom row o# lines orresponds to their -7 intensities 4ntuk melihat gerakan molekul @ App"y A, kalau tertutup maka geser dulu kotak spektrum -7nya dengan klik kiritekan mouse pada baris biru molekul kotak dialog, tahan dan geserkan mouse sampai tidak menutupi molekul Tambahan nih .upaya .pektrum -7 dapat diopy ke *s Word maka klik @ C,pyA, oba akti#kan *s Word atau Paint, dan klik @ Edi/A, lalu pilihlah @ P#s/eA 4ntuk melihat data hasil komputasi sebelum nya dan spektrum -7 maka klik @ 'i"eA, lalu pilihlah @S/,p L,2A 1ukalah dengan *s Word, asal ingat tempat direktori dan nama #ilenya (log) -ngatEE angkah @ S/,p L,2A dapat dilakukan kalau sebelum melakukan komputasi telah diklik @ S/#r/ L,2A dari menu @ 'i"eA dan sudah diberi nama #ilenya
Pr,cedure Tr#nsi/i,n S/#/e
$raw the 2$ struture, say, methanol
$oublelik on the .eletion tool ion !yper"hem builds the moleule "hoose @.emiempirial A on the @.etupA menu "hoose a .emiempirial method, say, @ AM8A #or a transition state alulation "ompute/Transition .tate is not a%ailable #or 0
I+ /.e +reJuency ,+ /.e +irs/ ?ibr#/i,n#" !,de is ne2#/i?e #nd /.e +reJuency ,+ /.e sec,nd ?ibr#/i,n#" !,de is p,si/i?e* /.e !,"ecu"#r sys/e! is #/ # /r#nsi/i,n s/#/e therwise, it is &ust at a stationary point, not a transition state
Pr,cedure Tr#nsi/i,n S/#/e Sync.r,n,us Tr#nsi/ M,de 3C,!pu/e Menu4
$raw 2$ struture that represents the produt o# a hemial reation, say, "!3"!2"D $oublelik on the .eletion tool ion !yper"hem builds the moleule "hoose +ile/.a%e s to sa%e the produt to a #ile $raw another 2$ struture that represents the reatant o# the hemial reation, say, "!2Y"!2, and !"l $oublelik on the .eletion tool ion !yper"hem builds the moleule lik the .elet tool #rom the Tool bar in !yper"hem .elet all the atoms in the reatant "hoose .elet/Name .eletion The Name .eletion dialog bo< appears
lik the 70"TNT radio button and lik $eselet the urrent seletion and selet all the atoms in the produt "hoose .elet/Name .eletion lik the P7$4"T radio button and lik ' "hoose .etup/7eation *ap The 7eation *apping dialog bo< appears *ap the atoms in the reatant and the atoms in the produt lik ' one you ha%e #inished the mappings !yper"hem loses the 7eation *apping dialog bo< and reates an initial guess struture #or a transition state searh #rom the gi%en reatant and produt and the lamda %alue "hoose .emiempirial on the .etup menu "hoose a .emiempirial method, say, * - #or a transition state alulation "ompute/Transition .tate is not a%ailable #or 0
lik the #irst %ibrational mode (the #irst mode on the right side o# the 6ibrational .petrum dialog bo<) to see the #reQueny o# this %ibrational mode lik the seond %ibrational mode to the #reQueny o# this %ibrational mode -# the #reQueny o# the #irst %ibrational mode is negati%e and the #reQueny o# the seond %ibrational mode is positi%e, the moleular system is at a transition state therwise, it is &ust at a stationary point, not a transition state
ANALISIS SI'AT MOLEKUL
Pr,cedure Pr,per/ies ,+ A/,!* &,nd* ,r M,"ecu"#r Sys/e!
T, disp"#y #n #/,!s pr,per/ies
.elet only one atom lik on "ompute/Properties
T, disp"#y # b,nds pr,per/ies
.elet only the two atoms o# a bond lik on "ompute/Properties
T, disp"#y /.e pr,per/ies ,+ /.e !,"ecu"#r sys/e!
.ee that nothing is seleted (7lik with seletion ursor in empty spae), #or N!3 lik on "ompute/Properties
BSAR Pr,per/ies
Properties alulated #or Vuantitati%e .truture ti%ity 7elationships (V.7) !yper"hem alulates a number o# properties rapidly that an then be used in V.7 studies !yper"hem
does not diretly do the V.7 with the alulated properties The properties that an be alulated and are related to V.7 studies are P#r/i#" #/,!ic c.#r2es ;asteiger and *arsili sheme Sur+#ce #re#s ; a grid method or a #aster more appro
Pr,cedure BSAR Pr,per/ies 3C,!pu/e Menu4
"alulating V.7 Properties 1e sure you ha%e a moleular system in the workspae lik on @C,!pu/eA, pilihlah @BSAR Pr,per/iesA lik on @Op/i,nsA dan pilih @Ou/pu/ T,00A .elet the Des/in#/i,ns #or your results lso deide whether you want to see atomi ontributions lik on ,ne ,+ /.e bu//,ns to selet one o# the nine properties to alulate lik on @ptionsA dan @"alulation ptionsA i# it is enabled (ungrayed) #or your property o# interest and selet any additional options -# you are alulating Partial "harges, deide whether to use initial guesses o# Iero or to 1ase (the initial guess) on "urrent "harges lik on the (C,!pu/e) button to alulate a V.7 property #or the moleule in the workspae
E"ec/r,nic Spec/ru!
"omputes the energy di##erene between the ground eletroni state and the #irst #ew e<ited eletroni states o# a moleular system ;-N$/. is spei#ially parameteriIed to reprodue ultra%iolet%isible or Zeletroni[ spetra? howe%er, you an use any o# the semiempirial methods e<ept 0
Pr,cedure E"ec/r,nic Spec/ru! 3C,!pu/e Menu4
4se the #ollowing proedure #or 46 %isible spetrosopy $raw the twodimensional (2$) struture luose $oublelik on the .eletion tool ion to in%oke the *odel 1uilder "hoose @Se!i;e!piric#"A on the @Se/upA menu "hoose @PM=A and then lik on @Op/i,nsA :ou an use any semiempirial methods to ompute 46%is spetra -n the .emiempirial ptions dialog bo<, c.,,se RH' spin pairing, set Total harge, .pin multipliity, and hoose owest state :ou must use 7!+ spin pairing when you want to ompute eletroni spetra "hoose CI0 "hoose Sin2"y Eci/ed as the C" Me/.,d .ingly 0<ited is the most e##iient and wellde#ined way to alulate spetrosopi energies "hoose Orbi/#" Cri/eri,n, and spei#y the number o# upied and 4noupied orbitals :ou an also use 0nergy "riterion The number o# e<ited eletroni states alulated is eQual to the number o# interating on#igurations (determinants), whih is gi%en by the number o# permutations o# eletrons going #rom oupied to unoupied orbitals "lose all open dialog bo
lik on the rightmost bottom line This line hanges to a %iolet line, indiating it is seleted !yper"hem displays in#ormation on this transition in the bottom o# the dialog bo<
$ISUALISASI SI'AT MOLEKULER
P,/en/i#" Ener2y P",/s
$isplays a potential energy sur#ae The independent %ariable depends upon the urrent seletion status when you lik on the menu item -# the urrent seletion orresponds to an independent %ariable that %ariable is used #or the plot -# the urrent seletion does not orrespond to an independent %ariable, then PTD and PT2 are used #or the independent %ariables -# none o# these are appropriate, the menu item will be inati%e (grayed) PTD and PT2 are the independent %ariables #or a twodimensional potential energy plot 0ah o# them must be a Named .eletion twoatom named seletion orresponding to a bond, or a threeatom named seletion orresponding to a bond angle, or a #ouratom named seletion orresponding to a torsion are all appropriate independent %ariables -# you are reQuesting a one dimensional potential energy plot, then either PTD should be unde#ined or you should use the urrent seletion to de#ine the independent %ariable -# the urrent seletion orresponds to the atoms o# a bond, an angle, or a torsion, then that strutural moiety will be the independent %ariable and a onedimensional potential energy plot
will be suggested -# the urrent seletion is the two atoms o# a bond, then the #irst dialog bo< below will be reQuested -# the urrent seletion is the three atoms o# an angle or the #our atoms o# a torsion, then the seond dialog bo< below will be reQuested -# the urrent seletion is not appropriate #or the independent %ariable o# a onedimensional potential energy plot, then the "ompute/Potential menu item will enabled (ungrayed) only i# PTD and/or PT2 are de#ined -# at least PTD is de#ined and the urrent seletion is inappropriate #or an independent %ariable, then the third dialog bo< below will be reQuested
Pr,cedure Disp"#yin2 # P,/en/i#" Ener2y Sur+#ce 3C,!pu/e Menu4
Disp"#yin2 # One;Di!ensi,n#" P,/en/i#"
.elet only the /-, #/,!s ,+ # b,nd "en2/.*the /.ree #/,!s ,+ # b,nd #n2"e*or the +,ur #/,!s ,+ # b,nd /,rsi,n0 lik on @C,!pu/eA dan @P,/en/i#"A 4se the (Pr,per/ies) button to modi#y the options used in the plot, i# neessary
Disp"#yin2 # T-,;Di!ensi,n#" P,/en/i#"
.elet only the /-, #/,!s ,+ # b,nd "en2/.*the /.ree #/,!s ,+ # b,nd #n2"e*or the +,ur #/,!s ,+ # b,nd /,rsi,nas the +irs/ independen/ ?#ri#b"e lik on @Se"ec/A dan @N#!e Se"ec/i,nA to name the seletion as PLOT8 .elet only the /-, #/,!s ,+ # b,nd "en2/., /.e /.ree #/,!s ,+ # b,nd #n2"e, or the +,ur #/,!s ,+ # b,nd /,rsi,nas the sec,nd independen/ ?#ri#b"e lik on @Se"ec/A dan @N#!e Se"ec/i,nA to name the seletion as PLOT1 lik on @C,!pu/eA dan @P,/en/i#"A 4se the @Pr,per/ies) button to modi#y the options used in the plot, i# neessary
P",/ M,"ecu"#r Pr,per/ies M,"ecu"#r Pr,per/ies T#b 3C,!pu/e Menu4
4se this ommand i# you want to display eletrostati potential, total spin density, or total harge density results o# an semiempirial or ab initio alulation This ommand is una%ailable unless a Quantummehanial wa%e#untion has been alulated, %ia .ingle Point, eometry ptimiIation, *oleular $ynamis, ange%in $ynamis, *onte "arlo, 6ibrations, or Transition .tate
Pr,per/y
Represen/#/i,n
Pr,cedure P",/ M,"ecu"#r Gr#p.s 3C,!pu/e Menu4
$raw the 2$ struture N!3 $oublelik on the .eletion tool ion !yper"hem builds the moleule "hoose @Se!i;e!piric#"A on the @Se/upA menu "hoose #ny ,+ /.e Se!i;e!piric#" !e/.,ds +,r # sin2"e p,in/ c#"cu"#/i,n "hoose @Op/i,nsA .et the @T,/#" c.#r2eA and the @Spin !u"/ip"ici/yA, and then hoose ' to lose both dialog bo
When the alulation #inishes, hoose @ P",/ M,"ecu"#r Gr#p.sA on the @C,!pu/eA menu The Plot *oleular Properties ptions dialog bo< opens .elet one o# the properties 0letrostati potential, Total spin density, Total harge density "hoose a representation 2$ "ontours, 3$ -sosur#ae, 3$ *apped -sosur#ae lik on '
Orbi/#"
The probability #untion desribing the spatial distribution o# an eletron tomi orbitals desribe the eletrons in atoms *oleular orbitals, deri%ed as a linear ombination o# atomi orbitals ("), desribe eletrons in moleules ne you ha%e per#ormed a semiempirial or ab initio alulation you an hoose rbitals to display the ontours o# the energy le%els #or all orbits or an orbit you spei#y 4se the rbits dialog bo< to see degeneraies and near degeneraies, !*4* gaps, orbital oupation sheme, alpha and beta spin mani#olds separately (#or 4!+ alulations o# open shell systems), dd splittings (#or transition metals)
Pr,cedure Orbi/#"s 3C,!pu/e Menu4
$raw the 2$ struture N!3 $oublelik on the .eletion tool ion !yper"hem builds the moleule "hoose .emiempirial on the .etup menu
"hoose any o# the .emiempirial methods #or a single point alulation "hoose ptions .et the Total harge and the .pin multipliity, and then hoose ' to lose both dialog bo
C,n/,. H#si" Perek#! K,!pu/#si Men22un#k#n (S/#r/ L,2) d#n (S/,p L,2)
!yper"hem log start .at *ar 29 L9L3KD 2LL8
Sin2"e P,in/* Se!iE!piric#"* !,"ecu"e DD,cu!en/s #nd Se//in2sMy D,cu!en/sdik/#/ .yperNH=0.in0
*D "on%ergene limit Y LLDLLLLL -teration limit Y 5L elerate on%ergene Y N 7!+ "alulation
.inglet state alulation Number o# eletrons Y 8 Number o# $ouble upied e%els Y K "harge on the .ystem Y L
Total rbitals Y G
.tarting *D alulation with G orbitals
-teration Y D $i##erene Y DK3LKLKL3 -teration Y 2 $i##erene Y DLL85LD -teration Y 3 $i##erene Y 252K8K -teration Y K $i##erene Y L85K92 -teration Y 5 $i##erene Y LLL598 0nergyY2GF3G2L55 kal/mol radientYF83FK2K . ymmetryY"36
0N07-0. N$ 7$-0NT Total 0nergy
Y 5G325D2KDL9 (kal/mol)
Total 0nergy
Y
9D3533889D (au)
1inding 0nergy
Y
2GF3G2L5K9 (kal/mol)
-solated tomi 0nergy
Y 5K5FDKL35FL (kal/mol)
0letroni 0nergy
Y 998GF9G8G35 (kal/mol)
"ore"ore -nteration
Y
K255D85KF2G (kal/mol)
!eat o# +ormation
Y
GLFFL5K9 (kal/mol)
radient
Y
F83FK239 (kal/mol/ng)
*0"47 P-NT 74P "36
0-0N640.(e6) .ymmetry
D D
D0
D0
2 D
0igen%alue 32K2F3F2 D58DK DGG D58DKDGG DL 3GD295
.ymmetry
20
20
0igen%alue
FDDD2G8
FDDD2G8
T*-" 71-T 00"T7N PP4T-N.
D . N D58F398
D2L3GGK
3 . !
L8FF222
D P< N
D Py N DD359LD
D PI N DKG52FD
2 . ! L8FF222
K . !
L8FF222
N0T "!70. N$ "7$-NT0. tom ;
"harge
"oordinates(ngstrom) <
y
*ass
I
D G
LKLD33K
DLDK32
LD5L3G
LLK88D
DKLLGLL
2 D
LD33GG8
DLDK32
DDFL3G
LLK88D
DLL8LL
3 D
LD33GG8
LLF2L8
LD8F29
LLK88D
DLL8LL
K D
LD33GG8
DK9LK3
LD8F29
LGG58F
DLL8LL
3 D KDLF8DD
T*-" 7$-0NT. tom ;
radients(kal/mol/ngstrom) <
y
I
D G
3D9825
22FD5D
5539KG
2 D
DL8K5K
D29D89F
D8G83L
3 D
DD8D8FG
5328FF
D8G838
K D
G53588
5328G9
929FD5
$ipole ($ebyes) <
y
I
Total
Point"hg
L3LF
L2DF
L53L
LFK9
sp !ybrid
L5F2
L39G
L9G3
DD92
pd !ybrid
LLLL
LLLL
LLLL
LLLL
.um
L8F8
LFDK
D5L3
D8KD
Ge,!e/ry ,p/i!iF#/i,n* Se!iE!piric#"* !,"ecu"e DD,cu!en/s #nd Se//in2sMy D,cu!en/sdik/#/ .yperNH=0.in0
*D Polak7ibiere optimiIer "on%ergene limit Y LLDLLLLL -teration limit Y 5L elerate on%ergene Y N ptimiIation algorithm Y Polak7ibiere "riterion o# 7*. gradient Y LDLLL kal/( mol) *a
.inglet state alulation Number o# eletrons Y 8 Number o# $ouble upied e%els Y K "harge on the .ystem Y L Total rbitals Y G
.tarting *D alulation with G orbitals
0Y2GF3G2D kal/mol radYLLLL "on%YN(L yles L points) B-terYD $i##Y DK3LKLKL3C 0Y2GF3G2D kal/mol radYLLLL "on%YN(L yles L points) B-terY2 $i##Y DLL85LDC 0Y2GF3G2D kal/mol radYLLLL "on%YN(L yles L points) B-terY3 $i##Y 252K8KC 0Y2GF3G2D kal/mol radYLLLL "on%YN(L yles L points) B-terYK $i##Y L85K92C 0Y2GF3G2D kal/mol radYLLLL "on%YN(L yles L points) B-terY5 $i##Y LLL598C 0Y2GF3G2D kal/mol radYF83F "on%YN(L yles D points) B-terYD $i##Y LL5GL5C 0Y2GF3G2D kal/mol radYF83F "on%YN(L yles D points) B-terY2 $i##YLLD DL5C 0Y2GF3G2D kal/mol radYF83F "on%YN(L yles D points) B-terY3 $i##Y LLL332C 0Y2GFFL98 kal/mol radYDG59 "on%YN(L yles 2 points) B-terYD $i##Y LLLLG5C 0Y2GFFDGG kal/mol radYL82K "on%YN(D yles 3 points) B-terYD $i##Y LLL2LFC 0Y2GFF2KF kal/mol radYLK9L "on%YN(D yles K points) B-terYD $i##Y LLL2F9C 0Y2GFF292 kal/mol radYL2KF "on%YN(D yles 5 points) B-terYD $i##Y LLL9DGC 0Y2GFF3LD kal/mol radYL5L9 "on%YN(D yles F points) B-terYD $i##Y LLLLDKC 0Y2GFF32D kal/mol radYLDD9 "on%YN(2 yles G points) B-terYD $i##YLLLL2LC
0Y2GFF3D3 kal/mol radYLKKL "on%YN(2 yles 8 points) B-terYD $i##Y LLLLL8C 0Y2GFF322 kal/mol radYLLD5 "on%Y:0.(3 yles 9 points) B-terYD $i## YLLLLLLC
0N07-0. N$ 7$-0NT Total 0nergy
Y 5G32GG253GF (kal/mol)
Total 0nergy
Y
9D35G53K29 (au)
1inding 0nergy
Y
2GFF32D8DF (kal/mol)
-solated tomi 0nergy
Y 5K5FDKL35FL (kal/mol)
0letroni 0nergy
Y DLL2K9KD8398 (kal/mol)
"ore"ore -nteration
Y
K292DF93L22 (kal/mol)
!eat o# +ormation
Y
G32FD8DF (kal/mol)
radient
Y
LL22G88G (kal/mol/ng)
*0"47 P-NT 74P "36
0-0N640.(e6) .ymmetry
D D
D0
D0
2 D
0igen%alue 32F88LG9 D59L2 KDL D59L2KDL DL KDF9L8
.ymmetry
20
20
0igen%alue
FDF9GG5
FDF9GG5
3 D K223L25
T*-" 71-T 00"T7N PP4T-N.
D . N D58LDLK
D P< N
D2LK235
3 . !
L8F8LD5
D Py N DD3F5D8
D PI N DKG5L9G
2 . ! L8F8LD5
K . !
L8F8LD5
N0T "!70. N$ "7$-NT0. tom ;
"harge
"oordinates(ngstrom) <
y
*ass
I
D G
L395955
DLD5LD
LDK988
LL5LLL
DKLLGLL
2 D
LD3D985
DLDD82
DDKGF9
LLKKK8
DLL8LL
3 D
LD3D985
LLG32L
LDG9GD
LLKKK8
DLL8LL
K D
LD3D985
DK8DD2
LDG9GD
LGF839
DLL8LL
T*-" 7$-0NT. tom ;
radients(kal/mol/ngstrom) <
y
I
D G
LL3D93
LL2258
LL553D
2 D
LLDDFG
LLLDG2
LL2L2D
3 D
LLL55D
LLDLK3
LL2L2D
K D
LLDKG5
LLDLK3
LLDK88
$ipole ($ebyes) <
y
I
Total
Point"hg
L3LK
L2D5
L52F
LFKK
sp !ybrid
L5FG
LKLD
L98D
D2L2
pd !ybrid
LLLL
LLLL
LLLL
LLLL
.um
L8GL
LFD5
D5LG
D8KF
$ibr#/i,n#" An#"ysis* Se!iE!piric#"* !,"ecu"e DD,cu!en/s #nd Se//in2sMy D,cu!en/sdik/#/ .yperNH=0.in0
*D "on%ergene limit Y LLDLLLLL -teration limit Y 5L elerate on%ergene Y N 7!+ "alulation
.inglet state alulation Number o# eletrons Y 8 Number o# $ouble upied e%els Y K "harge on the .ystem Y L Total rbitals Y G
.tarting *D alulation with G orbitals
-teration Y D $i##erene Y DKKKDF939 -teration Y 2 $i##erene Y 9929G3
-teration Y 3 $i##erene Y 255998 -teration Y K $i##erene Y L8GFGG -teration Y 5 $i##erene Y LLL5GD
0N07-0. N$ 7$-0NT Total 0nergy
Y 5G32GGDF3G2 (kal/mol)
Total 0nergy
Y
9D35G5D99K (au)
1inding 0nergy
Y
2GFF3D28D2 (kal/mol)
-solated tomi 0nergy
Y 5K5FDKL35FL (kal/mol)
0letroni 0nergy
Y DLL2K9KL9395 (kal/mol)
"ore"ore -nteration
Y
K292DF93L22 (kal/mol)
!eat o# +ormation
Y
G32528D2 (kal/mol)
radient
Y
L2339GL3 (kal/mol/ng)
*0"47 P-NT 74P "36
0-0N640.(e6) .ymmetry
D D
D0
D0
2 D
0igen%alue 32F9LDFG D59LKD D8 D59LKDD8 DLKDGGLF
.ymmetry
20
0igen%alue
FDFF559
20 FDFF559
3 D K22L99L
T*-" 71-T 00"T7N PP4T-N.
D . N D58LGF9
D P< N
D2L39DG
3 . !
L8F828D
D Py N DD3F3F9
D PI N DKGKDL2
2 . ! L8F828D
K . !
L8F828D
N0T "!70. N$ "7$-NT0. tom ;
"harge
"oordinates(ngstrom) <
y
*ass
I
D G
L395D58
DLD5LD
LDK988
LL5LLL
DKLLGLL
2 D
LD3DGD9
DLDD82
DDKGF9
LLKKK8
DLL8LL
3 D
LD3DGD9
LLG32L
LDG9GD
LLKKK8
DLL8LL
K D
LD3DGD9
DK8DD2
LDG9GD
LGF839
DLL8LL
T*-" 7$-0NT. tom ;
radients(kal/mol/ngstrom) <
y
I
D G
L33LGD
L23385
L5G28L
2 D
LDD2GD
LL9DK5
LD8399
3 D
LD2L55
LLFFFD
LD89FL
K D
LL9GK5
LLG5G8
LD992L
$ipole ($ebyes) <
y
I
Total
Point"hg
L3L3
L2DK
L525
LFK3
sp !ybrid
L5FG
LKLD
L983
D2LK
pd !ybrid
LLLL
LLLL
LLLL
LLLL
.um
L8GL
LFDF
D5L8
D8KF
6ibrational nalysis "omputing the #ore matri< done 2L\ "omputing the #ore matri< done 5L\ "omputing the #ore matri< done GL\ "omputing the #ore matri< done DLL\ "alulating the %ibrational spetrum
YYYY +ore "onstant *atri< in *illi$ynes / ngstrom YYYY (- tom -nde<
- ;
- ; D G
D G
- ; 2 D
F95LKD
- ; 3 D
3L9898
; tomi Number)
- ; K D
3L989D
3L98G8
2 D
3L9898
3KK29D
LK2FGL
LK2FGL
3 D
3L989D
LK2FGL
3KK283
LK2FGD
K D
3L98G8
LK2FGL
LK2FGD
3KK2GK
YYYY ;ero Point 0nergy o# 6ibration in kal / mol YYYY
2DFL589
YYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYY YYYYYYYYYY -7 .petrum YYYYYYYYYY YYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYY
Normal *ode +reQuenies o# 6ibration in D/m -ntegrated -n#rared 1and -ntensities in km/mol $eri%ati%es o# $ipole *oments with 7espet to Normal "oordinates in $ebye/ngstrom /*4
Normal *ode
+reQueny
DD392L
D
-ntensity
3GKGK32
.ymmetry
D D
$eri%ati%es o# $ipole *oment
Normal *ode 2
+reQueny
-ntensity
LLLLL3
.ymmetry
D0
DGFKGD
$eri%ati%es o# $ipole *oment
Normal *ode 3
+reQueny
-ntensity
LLLLL3
.ymmetry
D0
K
+reQueny
-ntensity
2GDGD3
.ymmetry
20
LLLLD LLLD2
LLLLK
DGFKG2
$eri%ati%es o# $ipole *oment
Normal *ode
LFG3F LKGF3 DDFFG
3KF5L8
LLLDD
LLLLL LLLL5
$eri%ati%es o# $ipole *oment
Normal *ode 5
+reQueny
-ntensity
2GD5FF
.ymmetry
20
F
+reQueny
-ntensity
D9K8FL
.ymmetry
2 D
D
+reQueny
-ntensity
LDF39
L3KK9 LLKF3
LD53F
LDL8G
LLLLL
LLLLL LLLLL
3535L3
$eri%ati%es o# $ipole *oment
Translation
LDD2L L2DGK
3KF5D2
$eri%ati%es o# $ipole *oment
Normal *ode
L29GL
L2FFL
LLL LLLLLL
$eri%ati%es o# $ipole *oment
Translation 2
+reQueny
LLL
-ntensity
LLLLLL
$eri%ati%es o# $ipole *oment
Translation 3
+reQueny
-ntensity
D
+reQueny
L838D
DD852
LLLLL
L9FGG LF8K3
L838D
38FGK5K
+reQueny
-ntensity
LLLLL LLLLL
DKDF
$eri%ati%es o# $ipole *oment
2
LLLLL
LLLLLL
-ntensity
7otation
LLLLL LLLLL
LLL
$eri%ati%es o# $ipole *oment
7otation
LLLLL
DFKF
38FG25D
$eri%ati%es o# $ipole *oment
7otation 3
+reQueny
-ntensity
DL3L LLLLLL
$eri%ati%es o# $ipole *oment
LLLLL
LLLLL LLLLL
Tr#nsi/i,n S/#/e Se#rc. Ei2en?ec/,r ',"",-in2* Se!iE!piric#"* !,"ecu"e DD,cu!en/s #nd Se//in2sMy D,cu!en/sdik/#/ .yperNH=0.in
*D "on%ergene limit Y LLDLLLLL -teration limit Y 5L elerate on%ergene Y N 7!+ "alulation
.inglet state alulation Number o# eletrons Y 8 Number o# $ouble upied e%els Y K "harge on the .ystem Y L Total rbitals Y G
.tarting *D alulation with G orbitals
"omputing the !essian is reQuired "omputing the !essian using "artesian oordinates -teration Y D $i##erene Y DKKKDF939 -teration Y 2 $i##erene Y 9929G3 -teration Y 3 $i##erene Y 255998 -teration Y K $i##erene Y L8GFGG -teration Y 5 $i##erene Y LLL5GD "omputing the initial !essian done 2L\ "omputing the initial !essian done 5L\ "omputing the initial !essian done GL\ "omputing the initial !essian done DLL\
0N07-0. N$ 7$-0NT Total 0nergy
Y 5G32GG23GG5 (kal/mol)
Total 0nergy
Y
9D35G53DGK (au)
1inding 0nergy
Y
2GFF32L2D5 (kal/mol)
-solated tomi 0nergy
Y 5K5FDKL35FL (kal/mol)
0letroni 0nergy
Y DLL2K9KDFG9G (kal/mol)
"ore"ore -nteration
Y
K292DF93L22 (kal/mol)
!eat o# +ormation
Y
G32FL2D5 (kal/mol)
radient
Y
LL9KDK2L (kal/mol/ng)
*0"47 P-NT 74P "36
0-0N640.(e6) .ymmetry
D D
D0
D0
2 D
0igen%alue 32F88F93 D59L3 L9G D59L2F8L DL KDGD5D .ymmetry
20
20
0igen%alue
FDF8GLD
FDF8895
T*-" 71-T 00"T7N PP4T-N.
D . N D58L323
D2LK29G
3 . !
L8F8L9K
D P< N
D Py N DD3F52K
D PI N DKGK5F3
2 . ! L8F8L9K
K . !
L8F8DL5
N0T "!70. N$ "7$-NT0. tom ;
"harge
"oordinates(ngstrom) <
y
*ass
I
D G
L395GLG
DLD5LD
LDK988
LL5LLL
DKLLGLL
2 D
LD3D9LF
DLDD82
DDKGF9
LLKKK8
DLL8LL
3 D
LD3D9LF
LLG32L
LDG9GD
LLKKK8
DLL8LL
K D
LD3D895
DK8DD2
LDG9GD
LGF839
DLL8LL
3 D K222K2L
T*-" 7$-0NT. tom ;
radients(kal/mol/ngstrom) <
y
D G
LD5LD8
LDLFD8
L2LL23
2 D
LL35D5
LL238L
LL3FLG
3 D
LL3KDK
LL25D8
LL3FL3
K D
LL8L89
LL5GD9
LD28D3
$ipole ($ebyes) <
y
I
I
Total
Point"hg
L3L3
L2D5
L525
LFKK
sp !ybrid
L5FG
LKLD
L982
D2L3
pd !ybrid
LLLL
LLLL
LLLL
LLLL
.um
L8GD
LFDF
D5LG
D8KF
!yper"hem log stop .at *ar 29 L9LK2F 2LL8 H
