Hyperchem

Contoh analisa yang dapat dilakukan oleh software Hyperchem

Dengan HyperChem kita dapat mengeksplorasi model energi permukaan potensial klasik atau quantum dengan single point, geometry optimization atau transition state search calculations. Selain itu kita dapat juga mempelajari efek gerakan thermal dengan molecular dynamics, Langevin dynamics atau simulasi Metropolis dan Monte-Carlo.

Jenis Kalkulasi

Terdapat 4 tipe kalkulasi, kalkulasi single point, geometry optimization, vibrational frequency calculations dan transition state searching.

1. Kalkulasi single point dapat digunakan untuk menentukan energi molekul .
2. Kalkulasi geometry optimization menggunakan algoritma minimisasi energi untuk melokasikan struktur yang stabil. Tersedia 5 algoritma minimisasi.
3. Vibrational frequency calculations mencari mode vibrasi normal dari suatu struktur teroptimisasi. Sepktrum teroptimisasi dapat ditampilkan dan gerakan vibrasi yang berkaitan dengan transisi spesifik dapat dianimasikan.
4. Transition state searching melokasikan struktur metastabil yang bersesuaian dengan transition state menggunakan metoda Eigenvector Following atau Synchronous Transit. Sifat-sifat molekulernya kemudian dapat dikalkulasi.

Dua metoda untuk melokasikan transition state diimplementasikan di dalam HyperChem 5.

• Metoda Eigenvector Following sangat cocok digunakan untuk proses unimolecular atau setiap system molecular dimana mode vibrasi natural dari system cenderung menuju suatu transition state.
• Metoda transit Synchronous khususnya berguna jika reaktan dan produk sangat berbeda. Terdapat dua metodologi transit synchronous yang diimplementasikan di dalam HyperChem5. Metoda synchronous transit (LST).
1. Molecular dynamics simulations menghitung trayektori klasik untuk sistem molekular. Simulasi ini digunakan terutama untuk menghitung proses- proses yang tergantung kepada temperatur.
2. Langevin dynamics simulations untuk memodelkan efek tumbukan solven tanpa inklusi molekul-molekul solvent.
3. Simulasi Monte Carlo metropolis berguna untuk mengeksplorasi konfigurasi yang mungkin dari suatu sistem.

Gambar 4. Hasil kalkulasi Single Point, metoda semiempirik Am1, Besar Energi, gradien dan symetri dapat dilihat dibagian bawah workspace.

Sumber : Pelatihan Kimia Komputasi Dosen IBT, Yogyakarta, 14-26 Agustus 2000  Dasar-Dasar Kimia Komputasi Dalam Pemodelan Molekul

Software ChemTool

ChemTool, Pengkonversi Mol dan Massa Zat dari ChemPup

ChemTool sesungguhnya hanyalah sebuah file spreadsheet yang dirancang untuk penkonversian massa zat ke mol dan sebaliknya. Chemtool ini merupakan salah satu applet yang ada dalam Chempup seperti yang saya tulis di ChemPup, Applet Kimia pada Puppy Linux. Sangat sederhana namun cukup inspiratif. Ini tentu masih dapat dikembangkan lebih lanjut untuk pembuatan kalkulator khusus hanya dengan menggunakan spreadsheet. Saya sudah coba mengalihbahasakan ChemTool ini.

Ini adalah bentuk aslinya.

Berikutnya adalah hasil terjemahan dengan tidak mengubah rumus yang ada di dalam-nya.

Sumber :http://www.blogtopsites.com/outpost/32afa68bb97b7f15de355034f5b27934

Software kimia komputasi dan manfaatnya

Software Kimia

Berikut adalah beberapa aplikasi yang bisa digunakan untuk mendukung pembelajaran kimia. Diberikan sedikit paparan dan tautan untuk menuju sumber utamanya sehingga bisa di-download di komputer. Banyaknya aplikasi visualisasi molekul ini tentu menjadikan kita punya banyak pilihan disesuaikan dengan kenyamanan masing-masing pengguna.

• JMol (Platform : Windows, Linux, Mac)
Jmol ini gartis, merupakan penampil strukutur molekul tiga dimensi (molecule viewer) yang dapat digukan secara bebas oleh siapapun yang menekuni bidang kimia dan biokimia. Aplikasi ini merupakan cross-platform, berjalan di sistem operasi Windows, Mac OS X, dan Linux / Unix. Fitur yang dimilikinya di antaranya membaca berbagai jenis file dan output dari program kimia kuantum, dan animasi file multi-frame. JmolApplet adalah applet web browser yang dapat diintegrasikan ke dalam halaman situs. Aplikasi Jmol adalah aplikasi Java standalone yang berjalan di desktop. JmolViewer merupakan seperangkat alat yang dapat diintegrasikan ke dalam aplikasi Java lainnya.
Untuk menggunakannya silahkan download dan ekstrak file downlad-annya. Klik file Jmol.jar (di PC mestinya tersedia Javaruntime terlebih dahulu). Buka file yang support untuk dibuka dengan Jmol.

• ACD/ChemSketch Freeware (Platform : Windows, Linux)
Chemsketch adalah software grafis untuk menggambar hal yang ada hubungannya dengan kimia . Bisa menggambar secara manual atau menggunakan templet yang disediakan. Klik dan gambar molekul, ion, stereobonds, teks, poligon, panah, serta perlengkapan laboratorium, dll termasuk menentukan secara otomatis massa suatu atom atau molekul. Kita juga dapat memperkirakan densitas, indeks bias, volume molar, dll.  Selain itu dari ACDLabs juga menawarkan beberapa download gratis untuk utilitas yang dapat dipergunakan dalam ChemSketch sehingga lebih powerfull.
Untuk dapat mendownload software ini diperlukan registrasi (sebentar hanya memasukan beberapa data alamat email dan lain-lain). Setelelah download lakukan instalasi sebagaimana biasa dan siap untuk digunakan.

• Molegro Molecular Viewer (Platform: Windows, Linux, dan Mac OS X)


Sumber http://ahsystemsgroup.com
Aplikasi gratis dengan multiplatform yang digunakan untuk visualisasi molekul dalam format PDB, SDF, Mol2, dan MVDML. Fiturnya meliputi pembuatan molekul secara otomatis, visualisasi permukaan molekul dan backbone.

Ukuran file untuk windows sebesar 5,52 MB

Ukuran file untuk windows sebesar 9,41 MB

Untuk MacOSX saya belum coba, menungggu untuk punya MacOSX dahulu, bagi yang mau menyumbangkan Mac-nya untuk saya, dengan senang hati saya menerimanya  .

Untuk file-file dengan ekstensi pdb, bisa dibuat sendiri dengan aplikasi di atas atau men-download-nya dari elchem.kaist.ac.kr. Model molekul yang tersedia di situs ini adalah molekul-molekul organik dari yang paling sederhana hingga yang cukup kompleks.

• Symyx Chime dan Symyx Draw (Platform: Windows dan MacOSX, Linux belum tersedia)


Sumber http://blog.goo.ne.jp/
Kedua aplikasi ini gratis (no fee) siapapun boleh mengunduhnya dan memakainya secara cuma-cuma. Sebelum mengunduhnya diharuskan melakukan registrasi dengan mengisikan beberapa data yang empunya situs perlukan. Sayang untuk platform linux belum tersedia jadi mesti menggunakan Wine agar bisa menjalankannya di linux. Kedua software ini saling melengkapi sehingga kita bisa memanfaatkannya dalam program pengajaran di kelas untuk mata pelajaran kimia.
Symyx Chime versi 2.6 SP8 berformat zip berukuran 3,9 MB. Chime merupakan plug-in yang secara interaktif menampilkan molekul 2D (dua dimensi) dan 3D (tiga dimensi) langsung di halaman Web. Kita juga dapat memutar, memformat, dan menyimpan molekul untuk digunakan dalam program lain.
Symyx Draw versi 3.3 berukuran cukup besar dalam format zip (66 MB). Dengan aplikasi ini kita bisa menyisipkan model molekul yang kita buat ke dalam halaman situs, dokumen, spreadsheet maupun presentasi.
• Kalzium (Platform: Linux)
Kalzium adalah nama sebuah software (open source software - OSS) yang memanfaatkan tabel periodik untuk mengeksplorasi setiap unsur. Tapi ternyata tidak sekedar tabel periodik biasa, lebih dari sekedar tabel periodik. Kalzium berasal dari bahasa Jerman dari kata kalsium. Saat ini Kalzium sampai di versi Hidrogen. Untuk diketahui semenjak Kalzium menjadi aplikasi standalone ia versinya akan dinamai dengan urutan nama unsur dalam tabel periodik.Materi-materi pelajaran kimia, baik di kelas 10, kelas 11 IPA, maupun kelas 12 IPA bab-bab tertentu sangatlah tepat memanfaatkan kehebatan Kalzium. Tentu ini hanya merupakan alternatif dalam penggunaan media pembelajaran. Sampai saat ini Kalzium belum mendukung untuk sitem operasi Windows. Hanya bisa berjalan untuk sistem operasi Linux. Oleh karena itu di sarankan pengguna yang ingin mencobanya sebaiknya meningstall sistem operasi Linux, gratis dan halal. Silahkan pilih distro yang disukai.

• MarvinSketch (Platform: Windows, Linux, MacOS)
Banyak hal yang bisa dimanfaatkan dari MarvinSketch untuk pengajaran kimia. Gambar dan animasi molekul dapat dibuat dengan mudah. Selanjutnya dapat disisipkan dalam media pembelajaran kimia. Tutorial berupa video untuk mengefektifkan MarvinSkecth dapat dilihat atau diunduh dari sini. MarvinSketch adalah software kimia hanya untuk visualisasi rumus struktur kimia yang gratis, bisa dijalankan di sistem operasi Windows dan Linux juga MacOS. Mau mencicipinya silahkan unduh dari web ChemAxon ini.

Sumber :http://www.blogtopsites.com/outpost/4ec2faaa45a55dde06c4fce768e6c393

ChemPup dan Software-Software yang ada di ChemPup

ChemPup adalah sebuah applet dari beberapa software kimia yang bisa digunakan secara gratis. Saya menduga itu aplikasi kecil yang powerfull yang berbeda dengan aplikasi kimia pada umumnya. Ternyata Chempup hanyalah kumpulan software kimia dari software yang sudah ada sebelumnya. Itupun terbundel dalam sistem operasi linux, Puppy Linux 4.2.1. Memang untuk menggunakannya kita tidak perlu menginstall Linxu itu ke komputer kita, cukup run cd live saja dengan memasukkan CD Chempup itu dengan menyeting booting pertama dari CD drive atau Usb drive dari bios komputer kita.

Tampilannya seperti yang ada pada screenshoot web resminya adalah seperti gambar berikut:

Software-software kimia yang terbundel dalam chempup itu sesungguhnya bisa saja kita tambahkan ke dalam sistem operasi linux lainnya, dan beberapa juga bisa dipasang (di-install) pada sistem operasi windows. 

Beberapa software yang terbundel tersebut antara lain:

• GElement – Tabel periodik dengan banyak informasi pada setiap unsur yang disajikan
• ChemCalc – link utility web berbasis java utility yang dapat digunakan untuk kepentingan perhitungan berat formula (Mr), analisis CHN, dan distribusi isotop.
• Nomen – sebuah program untuk membuat struktur 2D dari nama zat kimia kita berikan
• JChemPaint  Pembuat struktur kimia 2D yang berbasis java
• BKChem – editor struktur zat kimia 2D yang diperluas (baru akan tersedia!)
• JMol – Penampil (viewer) molekul secara 3D. 
• Avogadro – Pembuat melekular 3D yang powerfull, dengan optimasi medan-gaya dan simulasi dinamika molekular
• ChemTool – Sebuah file spreadsheet yang dibuat secara khusus untuk kalkulator pengkonversi mol dan massa zat
• Gnotebook – Sebuah file spreadsheet yang dapat digunakan untuk aktivitas laboratorium.

Sumber :https://urip.wordpress.com/2011/06/08/chempup-applet-kimia-pada-puppy-linux/

Kimia Komputasi

Kimia komputasi adalah cabang kimia yang menggunakan hasil kimia teori yang diterjemahkan ke dalam program 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-tindih antara ilmu komputer dan kimia.


Pendahuluan

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.

Dalam kimia teori, kimiawan dan fisikawan secara bersama mengembangkan algoritma dan program komputer untuk memungkinkan peramalan sifat-sifat atom dan molekul, dan/atau lintasan reaksi untuk reaksi kimia, serta simulasi sistem makroskopis. Kimiawan komputasi kebanyakan “sekedar” menggunakan program komputer dan metodologi yang ada dan menerapkannya untuk permasalahan kimia tertentu. Di antara sebagian besar waktu yang digunakan untuk hal tersebut, kimiawan komputasi juga dapat terlibat dalam pengembangan algoritma baru, maupun pemilihan teori kimia yang sesuai, agar diperoleh proses komputasi yang paling efisien dan akurat.

Terdapat beberapa pendekatan yang dapat dilakukan:

1. Kajian komputasi dapat dilakukan untuk menemukan titik awal untuk sintesis dalam laboratorium.
2. Kajian komputasi dapat digunakan untuk menjelajahi mekanisme reaksi dan menjelaskan pengamatan pada reaksi di laboratorium.
3. Kajian komputasi dapat digunakan untuk memahami sifat dan perubahan pada sistem makroskopis melalui simulasi yang berlandaskan hukum-hukum interaksi yang ada dalam sistem.

Terdapat 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.

Komputasi Molekul

Sifat-sifat molekul, seperti energi, struktur, momen dipol, keterpolaran, atau hyperpolarizability merupakan beberapa besaran yang dapat dihitung lewat perhitungan. Dalam komputasi molekul, terdapat beberapa teknik untuk menghitung sifat-sifat molekul, yaitu mekanika molekul, teori fungsi kerapatan atau teori struktur elektron.

Paket Perangkat Lunak

Sejumlah paket perangkat lunak menyediakan berbagai metode kimia-kuantum. Di antara yang luas digunakan adalah:

• Gaussian
• Gamess
• Q-Chem
• ACES
• Dalton
• Spartan
• Psi
• PLATO (Package for Linear Combination of Atomic Orbitals)
• MOLCAS
• MOLPRO
• MPQC
• NWChem
• Psi3
• PC GAMESS
• Spartan
• TURBOMOLE

Sumber : http://id.wikipedia.org/wiki/Kimia_komputasi