Analisa dengan ChemOffice

Modifikasi Asetilkolinesterase dengan Mutasi Kombinasi Secara In Silico Untuk biosensor Organofosfat

Pengawasan lingkungan dari insektisida yang mempengaruhi kesehatan manusia dan ekosistem, telah menjadi pusat perhatian karena penggunaan insektisida di dunia. Deteksi insektisida di lingkungan dapat dilakukan dengan biosensor yang menggunakan asetilkolinesterase. Dalam penelitian ini telah dilakukan modifikasi asetilkolinesterase Torpedo californica secara in silico (simulasi komputer). Modifikasi ini bertujuan untuk meningkatkan sensitifitas dan kespesifikan terhadap organofosfat. Modifikasi asetilkolinesterase dilakukan secara in silico dengan program Modeller 6.2 dan untuk mengetahui efek modifikasi terhadap sensitifitas dan kespesifikannya digunakan program AutoDock 3.0. Strategi yang digunakan untuk memperoleh mutan yaitu dengan kombinasi mutan tunggal yang diharapkan dapat meningkatkan sensitifitas enzim terhadap organofosfat. Dalam penelitian ini tidak dapat diperoleh asetilkolinesterase yang lebih sensitif dan spesifik terhadap organofosfat. Kesulitan prediksi efek mutasi terhadap inhibisi organofosfat terjadi karena adanya dua model pengikatan organofosfat yang dipengaruhi oleh konsentrasi.

Pengawasan lingkungan dari insektisida yang mempengaruhi manusia dan ekosistem, telah menjadi pusat perhatian. Organofosfat dan karbamat merupakan insektisida yang banyak digunakan dan memiliki kemampuan untuk menggantikan organoklorin seperti DDT, aldrin, lindane, dan lain-lain. Insektisida ini memiliki persistansi lingkungan yang rendah dibanding organoklorin, tetapi memiliki tingkat keracunan yang lebih tinggi.

Preparasi Ligand dan Protein

Ligand dibuat menggunakan ChemOffice 2000. Pertama, struktur 2D ligand digambar dengan ChemDraw Ultra (modul ChemOffice 2000). Kemudian, struktur 2D diekspor ke struktur 3D dengan Chem3D, struktur 3D diminimalisasi energinya dengan teori PM3 dalam MOPAC 7 (modul ChemOffice 2000). Struktur mutan dan wild type Torpedo c. dibuat dengan mutasi virtual dari pemodelan homologi.

Pemodelan Homologi

Struktur X-ray tunggal digunakan sebagai template untuk pemodelan homologi. Struktur X-ray diperoleh dari protein data bank (E105). Data struktur dimanipulasi menggunakan MODELLER 6.2 yang terdapat pada TRITON 3.0. MODELLER mengimplementasikan pendekatan pemodelan menggunakan perbandingan struktur protein. (Sali et al., 1993).8 Pemodelan dimulai dengan penataan sequence yang akan dimodelkan (target) dengan struktur protein tiga dimensi yang telah diketahui (cetakan). Setelah itu dilakukan penghitungan batasan pada sequence target yang dihitung dari penataannya dengan struktur tiga dimensi template. Batasan tersebut diperoleh dari analisis statistik hubungan pasangan-pasangan protein homolog. Analisis ini berdasar pada database penataan 105 famili yangtermasuk 416 protein yang telah diketahui strukrur tiga dimensinya.

Pengaruh modifikasi asetilkolinesterase terhadap inhibisi organofosfat tidak dapat diprediksi menggunakan AutoDock 3.0 karena organofosfat memiliki dua model pengikatan, yaitu pengikatan ligand pada sisi periperal dan sisi aktif serin. Oleh sebab itu perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mempelajari mekanisme inhibisi organofosfat. Mutan yang spesifik untuk karbamat yaitu mutan F330A. Mutan F330A memiliki konstanta inhibisi satu setengah kali lebih besar dibanding dengan asetilkolinesterase wild type. Dari hasil penelitian ini perlu dilakukan eksperimen lebih lanjut untuk memperoleh asetilkolinesterase yang lebih spesifik dan sensitif untuk karbamat, yaitu dengan subtitusi residu F330A.

Sumber : http://industri10stefany.blog.mercubuana.ac.id/category/ringkasan-jurnal/

Hyperchem

Apa itu HyperChem?

            

HyperChem ialah suatu program simulasi dan pemodelan molekular yang memungkinkan perhitungan kimiawi yang kompleks. Software ini dapat digunakan untuk menggambar struktur kimia, optimasi geometri dengan berbagai macam model, study molecular dinamik dasar, study QSAR, dll. HyperChem mencakup fungsi-fungsi berikut:

1.  Membuat sketsa dwimatra (2D) molekul dari atom-atom penyusunnya, lalu mengubahnya menjadi model trimatra (3D) dengan HyperChem Model Builder.

2. Memilih residu-residu standar secara berurutan dari perpustakaan asam amino dan nukleotida HyperChem/Lite untuk membangun protein dan asam nukleat.

3. Membaca tipe atom dan koordinat molekular yang telah disimpan sebagai arsip HIN (masukan HyperChem yang dibuat sebelumnya) atau arsip ENT (mengambil dari sumber lain, yaitu Brookhaven Protein Data Bank/PDB)

4.  Menata kembali molekul, misalnya dengan memutar atau menggesernya.

5. Mengubah kondisi tampilan, termasuk penampakan ruang, model molekul, dan label struktural.

6.  Merancang dan melakukan perhitungan kimiawi, termasuk dinamika molekular.

Tersedia berbagai metode mekanika molekular maupun mekanika kuantum (semiempiris atau ab initio). Perhitungan mekanika molekular menggunakan medan gaya MM+, AM-BER, BIO+, atau OPLS, sedangkan mekanika kuantum semiempiris meliputi extended Hückel, CNDO, INDO, MINDO3, MNDO, AM1, PM3, ZINDO/I, dan ZINDO/S.

7.  Penetapan efek isotop dalam perhitungan analisis vibrasional untuk metode-metode SCF ab initio dan semiempiris.

8.  Membuat grafik Excel dari hasil perhitungan kimiawi.

9.  Mensolvasikan molekul dalam kotak periodik.

Membuat Animasi Vibrasi Molekul dgn Hyperchem 8.03

Membuat animasi suatu molekul tidak bisa disamakan dengan membuat animasi biasa. Semua proporsi gerakan harus terhitung dengan tepat.

Diasumsikan pada komputer telah terinstall program hyperchem, microsoft office powerpoint ditambah add-ins liveweb for powerpoint.

1. Buka program hyperchem yang terinstall
2. Buat model molekul tertentu, saya contohkan membuat ‘Alanin’ yang bisa diambil dari Menu Databases > Amino acid…>> klik ‘Ala’ > tutup tampilan jendela pop-up.

 

  3. Klik menu Build > Add H & Model Build

  4. Klik menu Setup > pilih Semi-empirical… Pilih Model PM3 > Ok

  5. Agar molekul tampak sebagai model 3 Dimensi lakukan rendering dgn klikmenu Display > Rendering >  pilih atom rendering ‘Ball & Cylinders’ > Ok

 

6. Klik menu Compute > Geometry Optiazion…> Ok … eits tunggu proses optimasi hingga selesai.
7. Klik menu Compute > Vibration, Rotation Analysis. Tunggu proses perhitungan hingga selesai.
8. Klik menu Compute > Vibrational Spectrum… dan pastikan Animate vibration tercentang > klik Ok.
9. Selesai…

 

Untuk menyisipkannya di powerpoint (seperti pada tulisan sebelum-nya) maka animasi molekul yang dibuat tadi harus disimpan dalam format html/htm. Caranya:

1. Klik File > Save as HTML > ketik nama file. Jangan lupa ubah beberapa detail dan HTML options.
2. Pastikan untuk HTML option terpilih Struktur plus Normal modes.
3. Pada HTML file details pastikal bahwa pada bagian molekul terpilih Cylinders > Ok > Save

Buka file yang dibuat tadi dengan internet explorer atau browser lainnya. pastikan pada internet explorer activeX control teraktifkan, jika belum aktif klik saja bagian tanda peringatan yang muncul tepat di bagian bawah menu internet explorer. Pilih Allow Blocked Content > Yes dan jika semua sukses maka animasi vibrasi molekul yg dibuat akan muncul dengan gerakan vibrasi-nya.

 

Selamat mencoba…

 

Sumber : http://adesuherman09.student.ipb.ac.id/

                 http://www.faikshare.com/2010/12/hyperchem-75-crack-serial-number.html

                 http://urip.wordpress.com/2008/05/18/membuat-animasi-vibrasi-molekul-dgn-hyperchem-803/

Jmol [ChemPup]

Jmol merupakan 3D viewer for chemical structures yang berbasis java. Aplikasi ini gratis lho….. selain gratis aplikasi ini kompetabel dengan os windows, mac OS X dan linux/unix. Aplikasi ini bisa di download disitus resminya -> http://jmol.sourceforge.net/download/. Untuk aplikasi jmol ini tidak membutukkan persyaratan komputer yang neko-neko, yang penting komputer yang digunakan suport dengan java 1.4 keatas. Tutorial instalasi untuk masing-masing sistem operasinya bisa di lihat disitusnya.

Setelah diinstal di komputer, saatnya menggunakan aplikasi ini. Penggunaan utama aplikisi ini kan untuk melihat suatu senyawa secara tiga dimensi tetapi selain itu kita juga bisa menggambar dengan menggunakan jmol ini. Untuk melihat suatu senyawa, data base nya bisa di download di PupChem. Senyawa yang kita butuhkan bisa di peroleh dengan mudah dan gratis. Di PupChem tersebut hanya tinggal ketik nama senyawa dan di download file dengan tipe .sdf yang 3D-nya ya.

Gambar di bawah ini adalah contohnya

Jmol yang digunakan dalam sistem operasi linux (PCLinuxOS). Kalau untuk menggambar senyawa sesuai dengan keinginan yang pertama kali ada lah membuka jmol dengan tampilan polos.

Lalu pada menu tool bar nya klik pada gambar ikon “Open the model kit“

Setelah di klik muncul seperti ini deh.

Nah langsung muncul senyawa CH4. Untuk merubah senyawa ini dapat klik kanan di sembarang tempat di layar yang berwarna hitam lalu pilih ikon yang bergambar senyawa dan pilih jenis senyawanya. Digambar saya memilih senyawa CH3NO2

Nah jadi deh senyawa CH3NO2-nya. Software ini sangat berguna jika kita mempelajari tentang suatu senyawa atau kita juga dapat menggukanan aplikasi ini untuk proses belajar mengajar.

Untuk menu di dalam sebenarnya masih banyak dan Jmol dapat menggunakan suatu script. Untuk keperluan yang sederhana seperti diatas, kemampuan mengolah data sebatas menggambar itu sudah cukup untuk mengoperasikan aplikasi ini. Untuk hal yang lebih rumit kemampuan dalam bahasa pemrograman juga di butuhkan.

Selamat mencoba ya,,, Yang tidak bisa kudu di coba,,, Yang sudah bisa kudu di bagi-bagi ilmunya,,,

Sumber : http://jmol.sourceforge.net/
              http://wiki.jmol.org/index.php/Main_Page

AutoDock

What is AutoDock?

AutoDock is a suite of automated docking tools. It is designed to predict how small molecules, such as substrates or drug candidates, bind to a receptor of known 3D structure.

Current distributions of AutoDock consist of two generations of software: AutoDock 4 and AutoDock Vina.

AutoDock 4 actually consists of two main programs: autodock performs the docking of the ligand to a set of grids describing the target protein; autogrid pre-calculates these grids.

In addition to using them for docking, the atomic affinity grids can be visualised. This can help, for example, to guide organic synthetic chemists design better binders.

AutoDock Vina does not require choosing atom types and pre-calculating grid maps for them. Instead, it calculates the grids internally, for the atom types that are needed, and it does this virtually instantly.

We have also developed a graphical user interface called AutoDockTools, or ADT for short, which amongst other things helps to set up which bonds will treated as rotatable in the ligand and to analyze dockings.

AutoDock has applications in: X-ray crystallography; structure-based drug design; lead optimization; virtual screening (HTS); combinatorial library design; protein-protein docking; chemical mechanism studies.

AutoDock 4 is free and is available under the GNU General Public License. AutoDock Vina is available under the Apache license, allowing commercial and non-commercial use and redistribution. Click on the "Downloads" tab. And Happy Docking!

What is AutoDock Vina?

AutoDock Vina is a new generation of docking software from the Molecular Graphics Lab. It achieves significant improvements in the average accuracy of the binding mode predictions, while also being up to two orders of magnitude faster than AutoDock 4.¹

Because the scoring functions used by AutoDock 4 and AutoDock Vina are different and inexact, on any given problem, either program may provide a better result.

Detailed information can be found on the AutoDock Vina web site.

What's new?

AutoDock 4.2 is faster than earlier versions, and it allows sidechains in the macromolecule to be flexible. As before, rigid docking is blindingly fast, and high-quality flexible docking can be done in around a minute. Up to 40,000 rigid dockings can be done in a day on one cpu.

AutoDock 4.2 now has a free-energy scoring function that is based on a linear regression analysis, the AMBER force field, and an even larger set of diverse protein-ligand complexes with known inhibition constants than we used in AutoDock 3.0. The best model was cross-validated with a separate set of HIV-1 protease complexes, and confirmed that the standard error is around 2.5 kcal/mol. This is enough to discriminate between leads with milli-, micro- and nano-molar inhibition constants.

You can read more about the new features in AutoDock 4.2 and how to use them in the AutoDock4.2 User Guide.

AutoDock 4 is Free Software

The introduction of AutoDock 4 comprises three major improvements:

1. The docking results are more accurate and reliable.
2. It can optionally model flexibility in the target macromolecule.
3. It enables AutoDock's use in evaluating protein-protein interactions.

AutoDock 4.0 not only is it faster than earlier versions, it allows sidechains in the macromolecule to be flexible. As before, rigid docking is blindingly fast, and high-quality flexible docking can be done in around a minute. Up to 40,000 rigid dockings can be done in a day on one cpu.

AutoDock 4.0 now has a free-energy scoring function that is based on a linear regression analysis, the AMBER force field, and an even larger set of diverse protein-ligand complexes with known inhibiton constants than we used in AutoDock 3.0. The best model was cross-validated with a separate set of HIV-1 protease complexes, and confirmed that the standard error is around 2.5 kcal/mol. This is enough to discriminate between leads with milli-, micro- and nano-molar inhibition constants.

You can read more details about the new features in AutoDock4.2 User Guide.

AutoDock 4.0 can be compiled to take advantiage of new search methods from the optimization library, ACRO, developed by William E. Hart at Sandia National Labs. We have also added some new features to our existing evolutionary methods. We still provide the Monte Carlo simulated annealing (SA) method of 2.4 and earlier. The Lamarckian Genetic Algorithm (LGA) is a big improvement on the Genetic Algorithm, and both genetic methods are much more efficient and robust than SA.

Mailing List and Forum

We have established a mailing list and forum for AutoDock users. Here is more information about the AutoDock List (ADL). URL for the forum is http://mgl.scripps.edu/forum.

What is AutoDockTools (ADT)?

We have developed and continue to improve our graphical front-end for AutoDock and AutoGrid, ADT (AutoDockTools). It runs on Linux, Mac OS X, SGI IRIX and Microsoft Windows. We also have new tutorials, along with accompanying sample files.

Where is AutoDock Used?

AutoDock has now been distributed to more than 29000 users around the world. It is being used in academic, governmental, non-profit and commercial settings. In January of 2011, a search of the ISI Citation Index showed more than 2700 publications have cited the primary AutoDock methods papers.

AutoDock is now distributed under the GPL open source license and is freely available for all to use. Because of the restrictions of incorporating GPL licensed software into other codes for the purpose of redistribution, some companies may wish to license AutoDock under a separate license agreement - which we can arrange. Please contact Prof. Arthur J. Olson at + 1 (858) 784-2526 for more information.

Why Use AutoDock?

AutoDock has been widely-used and there are many examples of its successful application in the literature (see References); in 2006, AutoDock was the most cited docking software. It is very fast, provides high quality predictions of ligand conformations, and good correlations between predicted inhibition constants and experimental ones. AutoDock has also been shown to be useful in blind docking, where the location of the binding site is not known. Plus, AutoDock is free software and version 4 is distributed under the GNU General Public License; it easy to obtain, too.

Run Your AutoDock Research Project on World Community Grid!

Does your research run on AutoDock? If so, you may be eligible to benefit from World Community Grid’s free computational power to accelerate your research. AutoDock has already been “grid-enabled” by World Community Grid’s technical team and is currently being run on World Community Grid with the FightAIDS@Home project from The Scripps Research Institute and the Discover Dengue Drugs - Together project from The University of Texas Medical Branch. Please review World Community Grid’s research project criteria and contact World Community Grid if you have an idea for a project proposal or any questions.

Sumber : http://autodock.scripps.edu/ 

Analisa dengan Hyperchem (Stabilitas dan Struktur Karbokation Benzil dan Alil)

Tujuan

Menyelidiki stabilitas karbokation benzil dan alil menggunakan perhitungan semi empiris AM1.

Latar belakang

Karbokation alil dan benzil merupakan zat antara yang khusus karena mempunyai kestabilan yang sangat tinggi. Mereka sering kali dilihat sebagai thermodynamic sinks dalam kenampakan frakmentasi spectra massa. Karbokation ini dan turunan mereka telah dikarakterisasi secara luas dengan spektroskopi NMR dalam kondisi superasam. Stabilitas yang tinggi dari karbokation ini dicirikan pada pemberian elektron ke dalam orbital p kosong pada pusat karbokation yaitu melalui stabilitas resonansi. Hal ini memberikan akibat bahwa semua elektron (juga muatan positif) dari kation alil dan benzil terdelokal secara signifikan. Dalam rangka mendapatkan kondisi tersebut, kation harus berada pada geometri planar untuk dapat memungkinkan tumpang tindih orbital p kosong dengan sistem elektron terkonjugasi.

Dalam percobaan ini, perhitungan semi empiris AM1 digunakan untuk menguji geometri dan distribusi muatan dari karbokation. Setelah perhitungan panas pembentukan (ΔH_f) untuk setiap kation, perbedaan bentuk planar dan bentuk saling tegak lurus akan ditentukan. Perbedaan pada harga ΔH_f dapat digunakan untuk mengukur tambahan stabiltas yang disebabkan oleh delokalisasi electron.

 

Prosedur

            Langkah pertama adalah menggambarkan kation dalam bentuk planar dan saling tegak lurus dan menghitung panas pembentukannya. Setelah dilakukan minimisasi energy, akan sangat berguna untuk mengkaji muatan atom yang terdapat pada setiap atom C untuk menentukan ke mana muatan positif didistribusikan.

            Catatan: Anda memerlukan file Start dan Stop Log dan selanjutnya membuka file log dari percobaan ini. Jika Anda tidak yakin bagaimana melakukan hal ini, lihat pada pendahuluan.

1.      Klik pada Build dan yakinkan bahwa Explicit Hydrogen sedang aktif.

2.      Gunakan menu Draw dan gambarkan kation alil. Jangan mengaktifkan Add H & Model Build.

3.      Gunakan menu Draw untuk menambah atom hidrogen pada stuktur yang dibuat.

4.      Klik ganda pada kedua ikatan C-C sehingga akan muncul garis putus-putus yang menunjukan bahwa ikatan terkonjugasi.

5.      Klik pada Build dan selanjutnya Model Build. Anda harus mendapatkan struktur planar sempurna (Ingat, tidak ada hidrogen yang ditambahkan).

6.      Gunakan menu Select dan klik dan geser dari C1 ke satu atom H pada C3. Anda harus mempunyai 4 atom terpilih (warna hijau).

7.      Klik pada Build dan selanjutnya Constrain Bond Torsion. Pilih Other dan atur sudut pada 90^o dan selanjutnya OK.

8.      Matikan fungsi pilihan untuk 4 atom dan klik pada Build dan selanjutnya Model Build. Struktur yang Anda peroleh adalah kation alil yang tegak lurus, yaitu CH₂ terminal terpilin tegak lurus pada ikatan rangkap dua.

9.      Pilih Setup, AM1 dan selanjutnya Options.

10.  Pilih Total Charge dan Spin Multiplicity keduanya dengan angka 1. Pilih OK dan selanjutnya OK.

11.  Pilih Compute dan selanjutnya Geometry Optimization.

12.  Jika perhitungan telah selesai, catat panas pembentukan dan panjang ikatan dan muatan atom pada lembar laporan. Untuk muatan atom, aktifkan menu Display, Labels dan selanjutnya Charge. Cetak struktur dengan muatan dan lampirkan pada lembar laporan.

Prosedur umum di atas dapat digunakan untuk memodelkan karbokation benzil tegak lurus. Lakukan klik ganda pada cincin aromatis sehingga garis putus-putus akan muncul dalam cincin, menunjukan ikatan konjugasi dalam cincin. Untuk menggambarkan karbokatian alil dan benzil planar, Anda harus meniadakan langkah 6-8. Cetak setiap struktur dengan muatan dan lampirkan pada laporan.

v� � n t � ] P[ 'width:120.45pt;border-top:none;border-left: none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt; mso-border-top-alt:solid windowtext .5pt;mso-border-left-alt:solid windowtext .5pt; mso-border-alt:solid windowtext .5pt;padding:0in 5.4pt 0in 5.4pt'>

1,85 D

Jarak ikat O - H

0.958 Å

Jarak ikat N - H

1.0124 Å

Sudut ikat H-N-H

106.67^o

Sudut ikat H-O-H

104.45^o

Energi molekul

47992  kal/mol

III. Cara kerja

A.        Menghitung parameter molekul H₂O

Untuk memperoleh parameter molekul air ikuti langkah-langkah berikut :

1.     Klik Build , Klik Default Elements, pilih atom O dan klik.

2.     Klik Build, Klik Add Hydrogen, Klik Model Build.

3.     Klik Setup, klik Semiempiris, Klik Metode : Extended Hückel, Klik Options, set Multiplicity = 1, Total Charge = 0.

4.     Klik File, Klik Start log, tulis nama file = air.log (masukkan ke direktori kerja anda).

5.     Klik Compute, Klik Geometry Optimization, set RMS : 0.0001 kcal/mol dan 5000 cycles. Klik Ok.

6.     Klik File, Klik Stop log.

7.     Buka Notepad dan Klik File, Klik Open dan buka file air.log.

8.     Catatlah energi molekul dan momen dipolnya.

9.     Kembali ke windows Hyperchem. Klik Select, Klik Atom. Klik        . Klik atom H kemudian O dan dicatat jarak ikatnya. Berikutnya Klik atom hidrogen satunya dan catat sudutnya.

10.   Langkah 3 - 9 diulangi untuk metode semiempiris yang lain.

B.        Menghitung parameter NH₃

Langkah-langkah yang dilakukan sama dengan A, tetapi elemen dipilih untuk molekul NH₃.

C. Menghitung jarak ikatan hidrogen antara NH₃ dan H₂O

Dari parameter yang diperoleh, dipilih metode yang menghasilkan jarak ikatan yang mendekati eksperimen. Kemudian anda mengulangi langkah A dan B dengan menggunakan metode semiempiris yang telah terpilih. Simpanlah masing-masing file dengan air1.hin dan amo1.hin. Kemudian anda sedang dalam keadaan membuka file amo1.hin. Klik Open, Klik Merge, Klik air1.hin. Klik Select, Klik Molecules, Klik     , Klik molekul air, jalan prosedur A(5). Klik kanan mouse pada molekul air. Jalankan prosedur A(5). Klik Display, Klik Recompute H bond. Seleksilah atom yang berikatan hidrogen. Catat jarak ikatannya.

Analisa dengan Hyperchem (Praktek Semi Empiris)

Ria Armunanto, S.Si.

Pusat Kimia Komputasi Indonesia Austria, FMIPA UGM Yogyakarta

I. Tujuan praktek

1.     Memahami berbagai metode semiempiris

2.     Membandingkan akurasi perhitungan momen dipol, jarak ikat, sudut ikat, dan energi molekul air dan amoniak dengan berbagai metode semiempiris

3.     Menentukan jarak ikatan hidrogen antara molekul air dan amoniak.

II. Pendahuluan

        Di dalam praktek, penggunaan metode semiempiris untuk menghitung beberapa parameter struktur molekul akan dilakukan dengan menggunakan metode semiempiris sebagai berikut :

1.         Extended Hückel

2.         CNDO

3.         INDO

4.         MINDO/3

5.         MNDO

6.         AM1

7.         PM3

8.         ZINDO/1

9.         ZINDO/2

Dalam perhitungan ini molekul yang akan dipakai sebagai obyek perhitungan adalah:

1.         H₂O

2.         NH₃

3.         H₂O - NH₃

Hasil percobaan untuk beberapa parameter molekul air dan amoniak adalah sebagai berikut :

Tabel Parameter struktur molekul NH₃ dan H₂O hasil percobaan

Parameter	NH3	H2O
Momen dipol	1,47 D	1,85 D
Jarak ikat O - H		0.958 Å
Jarak ikat N - H	1.0124 Å
Sudut ikat H-N-H	106.67o
Sudut ikat H-O-H		104.45o
Energi molekul		47992  kal/mol

III. Cara kerja

A.        Menghitung parameter molekul H₂O

Untuk memperoleh parameter molekul air ikuti langkah-langkah berikut :

1.     Klik Build , Klik Default Elements, pilih atom O dan klik.

2.     Klik Build, Klik Add Hydrogen, Klik Model Build.

3.     Klik Setup, klik Semiempiris, Klik Metode : Extended Hückel, Klik Options, set Multiplicity = 1, Total Charge = 0.

4.     Klik File, Klik Start log, tulis nama file = air.log (masukkan ke direktori kerja anda).

5.     Klik Compute, Klik Geometry Optimization, set RMS : 0.0001 kcal/mol dan 5000 cycles. Klik Ok.

6.     Klik File, Klik Stop log.

7.     Buka Notepad dan Klik File, Klik Open dan buka file air.log.

8.     Catatlah energi molekul dan momen dipolnya.

9.     Kembali ke windows Hyperchem. Klik Select, Klik Atom. Klik        . Klik atom H kemudian O dan dicatat jarak ikatnya. Berikutnya Klik atom hidrogen satunya dan catat sudutnya.

10.   Langkah 3 - 9 diulangi untuk metode semiempiris yang lain.

B.        Menghitung parameter NH₃

Langkah-langkah yang dilakukan sama dengan A, tetapi elemen dipilih untuk molekul NH₃.

C. Menghitung jarak ikatan hidrogen antara NH₃ dan H₂O

Dari parameter yang diperoleh, dipilih metode yang menghasilkan jarak ikatan yang mendekati eksperimen. Kemudian anda mengulangi langkah A dan B dengan menggunakan metode semiempiris yang telah terpilih. Simpanlah masing-masing file dengan air1.hin dan amo1.hin. Kemudian anda sedang dalam keadaan membuka file amo1.hin. Klik Open, Klik Merge, Klik air1.hin. Klik Select, Klik Molecules, Klik     , Klik molekul air, jalan prosedur A(5). Klik kanan mouse pada molekul air. Jalankan prosedur A(5). Klik Display, Klik Recompute H bond. Seleksilah atom yang berikatan hidrogen. Catat jarak ikatannya.

Analisa dengan Hyperchem (AB Initio)

Dr. Harno Dwi Pranowo, M.Si.

Pusat Kimia Komputasi Indonesia Austria, FMIPA UGM Yogyakarta

AB INITIO

Metoda Ab initio merupakan metoda yang mempunyai akurasi paling tinggi diantara metoda penghitungan kimia komputasi lainnya seperti semi-empiris atau mekanika molekular. Sebagai konsekuensi dari pencapaian ketelitian yang tinggi dari metoda ab initio, metoda ini memerlukan waktu operasi yang tinggi sehingga metoda ini hanya mungkin diterapkan pada senyawa degan massa molekul kecil. Hal yang perlu diperhatikan adalah pada langkah pemilihan basis set. Pemilihan basis set akan sangat berpengaruh terhadap hasil yang dicapai. Untuk itu diperlukan data eksperimen sebagai pembanding. Secara teoritis, keabsahan penggunaan basis set dapat ditentukan dengan menghitung basis set superposition error yang menyatakan besarnya kesalahan penggunaan basis set dalam perhitungan.

Untuk melakukan kalkulasi dengan metoda mekanika kuantum ab initio, dipilih ab initio di menu Setup dalam program Hyperchem. Metode ab initio ini dapat digunakan untuk semua kalkulasi yang ada pada menu Compute.

I.   Menghitung energi sistem [alkali/alkali tanah – air]

1.     Masuk program Hyperchem.

                Menggambar sistem molekul alkali/alkali tanah (Li⁺, Na⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Ba²⁺) – air.

1.     Model build pada menu Build.

2.     Pilih ab initio pada menu setup. Tentukan basis set yang akan digunakan untuk masing-masing atom dalam sistem. Pilih option dan masukkan muatan dan spin multiplicity sesuai dengan sistem yang dihitung. Spin multiplicity = 2s + 1, s berharga ½ untuk satu elektron tak berpasangan.

3.  Lakukan perhitungan energi sistem dengan memilih geometry optimization atau single point pada menu compute.

4.     Perhatikan energi, muatan dan momen dipol pada hasil perhitungan.

5.     Tentukan energi interaksi antara kation dengan molekul air (intermoleculer) dengan cara menghitung energi masing-masing species menggunakan basis set yang sama dengan basis set pada penghitungan energi kompleks.