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.