KIMIA KOMPUTASI
Disusun Oleh :
-Agil Alvi Yasin (50411309)
-Iqbal Bahri (58411803)
-Irvan Ray B. N (53411711)
-Panji Fitri...
Pengertian Kimia Komputasi
Kimia komputasi adalah cabang kimia yang menggunakan hasil kimia teori yang
diterjemahkan ke da...
Istilah kimia teori dapat didefinisikan sebagai deskripsi matematika untuk
kimia, sedangkan kimia komputasi biasanya digun...
Beberapa pendekatan yang dapat
dilakukan:
• Kajian komputasi dapat dilakukan untuk menemukan titik
awal untuk sintesis dal...
Beberapa bidang utama dalam
topik ini, antara lain:
• Penyajian komputasi atom dan molekul
• Pendekatan dalam penyimpanan ...
Istilah dalam Kimia
Komputasi
• Teori fungsi kerapatan (DFT, Density functional theory)
merupakan salah satu dari beberapa...
• Persamaan Roothaan sering digunakan dalam perhitungan numerik
untuk mendekati nilai yang diperoleh dari perhitungan
meng...
• Atom adalah suatu satuan dasar materi, yang terdiri atas inti
atom serta awan elektron bermuatan negatif yang
mengelilin...
• Huckel adalah metode sederhana dan perkiraan untuk semi-
empiris perhitungan mekanika kuantum. Metode yang
digunakan dal...
• INDO merupakan metode SCF untuk semi-empiris perhitungan
mekanika kuantum. Ini meningkatkan pada CNDO oleh akuntansi
pas...
• AMI adalah  semi-empiris  SCF  metode  untuk  perhitungan  kimia. 
Perbaikan  dari  metode  MNDO.  Berguna  untuk  molek...
Manfaat Kimia Komputasi
untuk Pembelajaran
1. Dapat menghitung sifat molekul yang kompleks dan hasil 
perhitungannya berko...
5. Menghitung sifat-sifat molekul dan perubahannya maupun 
melakukan simulasi terhadap sistem-sistem besar 
(makromolekul ...
Manfaat Kimia Komputasi
untuk Penelitian
1. Untuk menemukan titik awal untuk sintesis dalam 
laboratorium
2. Untuk menjela...
6. Untuk menghasilkan peta potensial elektrostatik yang dapat 
memberikan gambaran trajektori dalam penerapan proses 
dock...
Sumber
• Tuhan Yang Maha Esa
• https://eny4ict.wordpress.com/aplikasi-kimia/kimia-
komputasi/
TERIMAKASIH
of 17

Kimia Komputasi

Tugas Softskill dengan materi Kimia Komputasi
Published on: Mar 3, 2016
Published in: Education      
Source: www.slideshare.net


Transcripts - Kimia Komputasi

  • 1. KIMIA KOMPUTASI Disusun Oleh : -Agil Alvi Yasin (50411309) -Iqbal Bahri (58411803) -Irvan Ray B. N (53411711) -Panji Fitrianto P (55411499)
  • 2. Pengertian Kimia Komputasi Kimia komputasi adalah cabang kimia yang menggunakan hasil kimia teori yang diterjemahkan ke dalamprogram komputer untuk menghitung sifat-sifat molekul dan perubahannya maupun melakukan simulasi terhadap sistem- sistem besar (makromolekul seperti protein atau sistem banyak molekul seperti gas, cairan, padatan, dan kristal cair), dan menerapkan program tersebut pada sistem kimia nyata. Contoh sifat-sifat molekul yang dihitung antara lain struktur (yaitu letak atom-atom penyusunnya), energi dan selisih energi, muatan, momen dipol, kereaktifan, frekuensi getaran dan besaran spektroskopi lainnya. Simulasi terhadap makromolekul (seperti protein dan asam nukleat) dan sistem besar bisa mencakup kajian konformasi molekul dan perubahannya (mis. proses denaturasi protein), perubahan fasa, serta peramalan sifat-sifat makroskopik (seperti kalor jenis) berdasarkan perilaku di tingkat atom dan molekul. Istilah kimia komputasi kadang-kadang digunakan juga untuk bidang-bidang tumpang-tindah antara ilmu komputer dan kimia.
  • 3. Istilah kimia teori dapat didefinisikan sebagai deskripsi matematika untuk kimia, sedangkan kimia komputasi biasanya digunakan ketika metode matematika dikembangkan dengan cukup baik untuk dapat digunakan dalam program komputer. Perlu dicatat bahwa kata “tepat” atau “sempurna” tidak muncul di sini, karena sedikit sekali aspek kimia yang dapat dihitung secara tepat. Hampir semua aspek kimia dapat digambarkan dalam skema komputasi kualitatif atau kuantitatif hampiran. Molekul terdiri atas inti dan elektron, sehingga diperlukan metode mekanika kuantum. Kimiawan komputasi sering berusaha memecahkan persamaan Schrödinger non-relativistik, dengan penambahan koreksi relativistik, walaupun beberapa perkembangan telah dilakukan untuk memecahkan persamaan Schrödinger yang sepenuhnya relativistik. Pada prinsipnya persamaan Schrödinger mungkin diselesaikan, baik dalam bentuk bergantung- waktu atau tak-bergantung-waktu, disesuaikan dengan masalah yang dikaji, tetapi pada praktiknya tidak mungkin kecuali untuk sistem yang amat kecil. Karena itu, sejumlah besar metode hampiran dikembangkan untuk mencapai kompromi terbaik antara ketepatan perhitungan dan biaya komputasi.
  • 4. Beberapa pendekatan yang dapat dilakukan: • Kajian komputasi dapat dilakukan untuk menemukan titik awal untuk sintesis dalam laboratorium. • Kajian komputasi dapat digunakan untuk menjelajahi mekanisme reaksi dan menjelaskan pengamatan pada reaksi di laboratorium. • Kajian komputasi dapat digunakan untuk memahami sifat dan perubahan pada sistem makroskopis melalui simulasi yang berlandaskan hukum-hukum interaksi yang ada dalam sistem.
  • 5. Beberapa bidang utama dalam topik ini, antara lain: • Penyajian komputasi atom dan molekul • Pendekatan dalam penyimpanan dan pencarian spesi kimia (Basisdata kimia) • Pendekatan dalam penentuan pola dan hubungan antara struktur kimia dan sifat-sifatnya (QSPR, QSAR). • Elusidasi struktur secara teoretis berdasarkan pada simulasi gaya-gaya • Pendekatan komputasi untuk membantu sintesis senyawa yang efisien • Pendekatan komputasi untuk merancang molekul yang berinteraksi lewat cara- cara yang khusus, khususnya dalam perancangan obat. • Simulasi proses transisi fasa • Simulasi sifat-sifat bahan seperti polimer, logam, dan kristal (termasuk kristal cair). • Program yang digunakan dalam kimia komputasi didasarkan pada berbagai metode kimia-kuantum yang memecahkan persamaan Schrödinger untuk molekul, maupun pendekatan fisika klasik (mekanika molekul) untuk simulasi sistem yang besar. Metode kimia-kuantum yang tidak mencakup parameter empiris dan semi-empiris dalam persamaannya disebut metode ab-initio. Jenis- jenis metode ab-initio yang populer adalah: Hartree-Fock, teori gangguan Møller-Plesset, interaksi konfigurasi, coupled cluster, matriks kerapatan tereduksi, dan teori fungsi kerapatan.
  • 6. Istilah dalam Kimia Komputasi • Teori fungsi kerapatan (DFT, Density functional theory) merupakan salah satu dari beberapa pendekatan populer untuk perhitungan struktur elektron banyak-partikel secara mekanika kuantum untuk sistem molekul dan bahan rapat. Teori Fungsi Kerapatan (DFT) adalah teori mekanika kuantum yang digunakan dalam fisika dan kimia untuk mengamati keadaan dasar dari sistem banyak partikel. • Metode Hartree-Fock merupakan suatu prosedur pengulangan self-consistent untuk menghitung “kemungkinan terbaik” solusi determinan tunggal terhadap persamaan Schrödinger tak tergantung-waktu dari sistem berelektron banyak dalam potensial Coulomb inti tetap.
  • 7. • Persamaan Roothaan sering digunakan dalam perhitungan numerik untuk mendekati nilai yang diperoleh dari perhitungan menggunakan persamaan Hartree-Fock. Persamaan ini tersusun atas basis set yang tidak ortogonal satu sama lain, seperti: fungsi- fungsi dalam Gaussian atau Slater.Persamaan ini hanya berlaku untuk sistem tertutup dimana semua elektron dalam orbital memiliki pasangan. • Molekul didefinisikan sebagai sekelompok atom (paling sedikit dua) yang saling berikatan dengan sangat kuat (kovalen) dalam susunan tertentu dan bermuatan netral serta cukup stabil. Menurut definisi ini, molekul berbeda dengan ion poliatomik. Dalam kimia organik dan biokimia, istilah molekul digunakan secara kurang kaku, sehingga molekul organik dan biomolekul bermuatan pun dianggap termasuk molekul.
  • 8. • Atom adalah suatu satuan dasar materi, yang terdiri atas inti atom serta awan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom terdiri atas proton yang bermuatan positif, dan neutron yang bermuatan netral (kecuali pada inti atom Hidrogen-1 , yang tidak memiliki neutron). Elektron- elektron pada sebuah atom terikat pada inti atom oleh gaya elektromagnetik. • Komputasi paralel adalah salah satu teknik melakukan komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer independen secara bersamaan. Ini umumnya diperlukan saat kapasitas yang diperlukan sangat besar, baik karena harus mengolah data dalam jumlah besar (di industri keuangan, bioinformatika, dll) ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak
  • 9. • Huckel adalah metode sederhana dan perkiraan untuk semi- empiris perhitungan mekanika kuantum. Metode yang digunakan dalam Huckel yang diperluas HyperChem hanya berguna untuk perhitungan bagian tunggal, bukan untuk optimasi geometri atau perhitungan dinamika molekul. Diperpanjang Huckel perhitungan menghasilkan deskripsi kualitatif atau semi-kuantitatif orbital molekul dan sifat elektronik (misalnya, biaya atom bersih dan distribusi spin). • CNDO adalah yang paling sederhana dari metode SCF untuk semi-empiris perhitungan mekanika kuantum. Hal ini berguna untuk menghitung sifat keadaan dasar elektronik sistem terbuka dan tertutup-shell, optimasi geometri, dan energi total. HyperChem menggunakan CNDO / 2.
  • 10. • INDO merupakan metode SCF untuk semi-empiris perhitungan mekanika kuantum. Ini meningkatkan pada CNDO oleh akuntansi pasti satu-pusat tolakan antara elektron pada atom yang sama. Berguna untuk menghitung keadaan-dasar sifat elektronik dari sistem terbuka dan tertutup-shell, optimasi geometri, dan energi total. • MINDO / 3 adalah metode SCF untuk semi-empiris perhitungan mekanika kuantum. Perpanjangan INDO, Mindo / 3 menggunakan parameter cocok untuk hasil eksperimen, bukan perhitungan yang akurat. Berguna untuk molekul organik besar, kation, dan senyawa polynitro. Menghitung sifat elektronik, optimasi geometri, dan energi total. • MNDO merupakan metode SCF untuk semi-empiris perhitungan mekanika kuantum. Berguna untuk berbagai molekul organik yang mengandung unsur-unsur dari barisan panjang 1 dan 2 dari tabel periodik, tetapi tidak logam transisi. Menghilangkan beberapa kesalahan dalam MNDO / 3. Menghitung sifat elektronik, geometri dioptimalkan, energi total, dan panas pembentukan
  • 11. • AMI adalah  semi-empiris  SCF  metode  untuk  perhitungan  kimia.  Perbaikan  dari  metode  MNDO.  Berguna  untuk  molekul  yang  mengandung  unsur-unsur  dari  barisan  panjang  1  dan  2  dari  tabel  periodik,  tetapi  tidak  logam  transisi.  Bersama  dengan  PM3,  AM1  umumnya  metode  semi-empiris  paling  akurat  termasuk  dalam  HyperChem. Menghitung sifat elektronik, geometri dioptimalkan, energi  total, dan panas pembentukan. • PM3 adalah A semi-empiris SCF metode untuk perhitungan kimia. PM3  adalah reparametrization dari metode AM1. PM3 dan AM1 umumnya  metode  yang  paling  akurat  dalam  HyperChem.  PM3  telah  parameter  bagi banyak elemen kelompok utama dan beberapa logam transisi. • ZINDO  /  1 adalah  Basis  versi  modifikasi  dari  INDO  /  1  dan  dapat  digunakan ZINDO / 1 untuk menghitung keadaan energi dalam molekul  yang mengandung logam transisi. • ZINDO / S adalah Sebuah metode INDO parameter untuk mereproduksi  spektroskopi  UV  transisi  terlihat  ketika  digunakan  dengan  sendiri- bersemangat interaksi konfigurasi (CI)methods.Use ZINDO / 1 daripada  ZINDO / S untuk optimasi geometri dan perbandingan energi total.
  • 12. Manfaat Kimia Komputasi untuk Pembelajaran 1. Dapat menghitung sifat molekul yang kompleks dan hasil  perhitungannya berkorelasi secara signifikan dengan  eksperimen. 2. Dapat sebagai alat hitung –seperti halnya kalkulator- untuk  membantu penyelesaian secara numerik dari persamaan  matematika yang menggambarkan sifat sistem, misalnya  dalam penyelesaian perhitungan stokiometri, termasuk juga  otomatisasi alat ukur yang dapat mengkonversi signal  elektronik menjadi data numerik. 3. Dapat sebagai alat visualisasi dan animasi 4. Membantu kita mengeksplorasi sifat senyawa dan pada  umumnya program tersebut telah dilengkapi dengan  visualisasi dan animasi, seperti program HyperChem,  Gaussian, Turbomol, Rasmol dll.
  • 13. 5. Menghitung sifat-sifat molekul dan perubahannya maupun  melakukan simulasi terhadap sistem-sistem besar  (makromolekul seperti protein atau sistem banyak molekul  seperti gas, cairan, padatan, dan Kristal cair), dan  menerapkan program tersebut pada sistem kimia nyata. 6. Simulasi terhadap makromolekul (seperti protein dan asam  nukleat) dan sistem besar bisa mencakup kajian konformasi  molekul dan perubahannya (mis. Proses denatrasi protein),  perubahan fasa, serta peramalan sifat-sifat makroskopik  (seperti kalor jenis) berdasarkan perilaku di tingkat atom.
  • 14. Manfaat Kimia Komputasi untuk Penelitian 1. Untuk menemukan titik awal untuk sintesis dalam  laboratorium 2. Untuk menjelajahi mekanisme reaksi dan menjelaskan  penamatan pada reaksi di laboratorium 3. Untuk memahami sifat dan perubahan pada sistem  makroskopis melalui simulasi yang berlandaskan hukum- hukum interaksi yang ada dalam sistem 4. Untuk penentuan interaksi orbital batas (frontier) antara  molekul donor dan aseptor seperti yang digambarkan pada  reaksi siklisasi Diels-Alder 5. Untuk mendapatkan muatan atomik parsial menggunakan  analisis populasi Mulliken untuk memprediksi sisi molekul  yang mudah diserang oleh pereaksi.
  • 15. 6. Untuk menghasilkan peta potensial elektrostatik yang dapat  memberikan gambaran trajektori dalam penerapan proses  docking antara obat dan reseptor. 7. Untuk menghitung kerapatan spin tak berpasangan untuk  mengidentifikasi sisi reaktif pada molekul atau untuk  membandingkan dengan data ESR 8. Untuk perhitungan kimia kuantum dapat memprediksi  intensitas dan panjang gelombang dari transisi elektronik  dan juga dapat memprediksi lokasi dari keadaan aktif secara  non-sepktroskopi 9. Untuk 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.
  • 16. Sumber • Tuhan Yang Maha Esa • https://eny4ict.wordpress.com/aplikasi-kimia/kimia- komputasi/
  • 17. TERIMAKASIH