Lap. orbital molekul

LAPORAN PRAKTIKUMKIMIA FISIKA

PERCOBAAN IX

PERHITUNGAN ORBITAL MOLEKUL

NAMA : BULKIS MUSA

NIM : H 311 08 284

REGU/KELOMPOK : VII / IV ( EMPAT )

HARI/TGL PERCOBAAN : KAMIS, 18 NOVEMBER 2010

ASISTEN : LIANA L. TAUFIQ

LABORATORIUM KIMIA FISIKAJURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR2010

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Molekul yang didefinisikan sebagai kelompok disket atom yang diikat secara

kimia. dibentuk oleh kombinasi atom-atom yang berbeda. Ada dua jenis ikatan kimia

dalam pembentukan molekul yaitu ikatan ionik dan ikatan kovalen. Pembahasan

yang mencakup ikatan kovalen dapat ditinjau dengan dua cara yaitu teori ikatan

valensi dan teori orbital molekul.

Orbital molekul terbentuk dari hasil interaksi antara dua atau lebih orbital-

orbital atom. Distribusi elektron dalam molekul tidak lagi berada pada orbital atom

masing-masing pembentuk, melainkan ditempatkan atau dilokalisir pada daerah

tumpang tindih yang dikenal sebagai orbital molekul (OM).

Hyperchem adalah suatu software yang dapat digunakan untuk mengetahui

struktur, stabilitas dan sifat molekul dengan menggunakan perhitungan mekanika

molekular maupun mekanika kuantum.

Melihat manfaat aplikasi software Hyperchem dalam perhitungan orbital

molekul, maka kita perlu mengetahui cara menghitung fungsi gelombang molekul

dan mempelajari cara menghitung orbital molekul. Dalam percobaan ini, kita akan

menghitung fungsi gelombang H2O, menentukan bentuk orbital molekul H2O, dan

menggunakan penjajaran struktur dengan menggunakan aplikasi software Hyperchem

Release 7 sehingga kita lebih memahami penggunaan Hyperchem dalam perhitungan

orbital molekul. Hal inilah yang melatarbelakangi sehingga percobaan ini dilakukan.

1.1 Maksud dan Tujuan Percobaan

1.2.1 Maksud Percobaan

Maksud dari percobaan ini adalah :

1. Mengetahui dan mempelajari aplikasi software Hyperchem.

2. Mengetahui dan mempelajari cara menghitung fungsi gelombang molekul.

3. Mengetahui dan mempelajari cara menghitung orbital molekul.

1.2.2 Tujuan Percobaan

Tujuan dari percobaan ini adalah :

1. Menentukan fungsi gelombang H2O.

2. Menentukan bentuk orbital molekul H2O.

3. Menentukan muatan atomik.

4. Menentukan penjajaran struktur.

1.2 Prinsip Percobaan

Prinsip dari percobaan ini adalah menggambarkan bentuk orbital molekul

H2O dengan menggunakan software Hyperchem release 7 dan menentukan tingkat

energinya kemudian membandingkan model dan energi secara teori.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Mekanika kuantum dikembangkan secara terpisah di tahun 1925 oleh W.

Heisenberg dan Erwin Schrödinger. Pendekatan Heisenberg disebut sebagai

mekanika matriks dan pendekatan Schrödinger disebut sebagai mekanika gelombang.

Meskipun kedua cara tampak berbeda, keduanya dapat ditunjukkan sebagai ekivalen

secara matematik. Yang akan dibahas di sini adalah rumusan Schrödinger yang

menggunakan gagasan tentang gerakan gelombang (Farrington dan Daniels, 1983).

Persamaan Schrödinger yang tak bergantung waktu bagi satu partikel

bermassa m yang bergerak dalam satu dimensi adalah

h2/2m – d2(x)/dx2 + [E –V (x)] (x) = 0

dengan (x) adalah fungsi gelombang yang merupakan suatu fungsi dari jarak, V(x)

adalah fungsi energi potensial dari partikel dan E energi total dari partikel.

Persamaan yang luar biasa ini tidak diturunkan , tetapi dianggap sebagai satu postulat

dari mekanika kuantum. Fungsi gelombang ψ(x) mengandung semua keterangan

yang dapat diketahui tentang suatu sistem dalam hal ini satu partikel tunggal yang

dapat bergerak hanya dalam satu dimensi. Bom menunjukkan bagaimana cara ψ(x)

memberi keterangan tentang posisi dari satu partikel (Farrington dan Daniels, 1983).

Dalam mekanika kuantum, elektron diperlakukan sebagai gelombang tiga

dimensi, sehingga untuk elektron pada atom hidrogen dipergunakan persamaan

Schrödinger dalam tiga dimensi yaitu :

2/x2 + 2/y2 + 2/z2 + 2m/h2 (E-V) = 0

Persamaan di atas adalah persamaan differensial orde kedua yang menyatakan energi

total E, energi potensial V dari suatu partikel yang massanya m dan merupakan

fungsi dari posisi partikel atau elektron dalam tiga dimensi x, y dan z (Syarifuddin,

1994).

Teori ikatan dalam senyawa-senyawa kompleks mula-mula diberikan oleh

Lewis dan Sidgwick. Teori ini karena tidak dapat menjelaskan bentuk-bentuk

geometri senyawa-senyawa kompleks kemudian ditinggalkan. Tiga teori yang

kemudian timbul ialah (Sukardjo, 1992):

1. Teori ikatan valensi atau valance bond theory (VBT),

2. Teori medan kristal atau crystal field theory (CFT) dan

3. Teori orbital molekul atau molecular orbital theory (MOT).

Pada dasarnya, terdapat dua teori yang menggunakan prinsip mekanika

kuantum untuk dapat menjelaskan sifat ikatan kimia. Kedua teori ini yaitu metoda

ikatan valensi (IV) dan metoda orbital molekul (OM) (Bird, 1993).

Metoda ikatan valensi (IV) dimulai dengan memperlihatkan elektron pada

atom secara individu, baru kemudian memperhatikan bagaimana interaksi

(pertumpangtindihan) orbital-orbital atom tersebut pada suatu molekul. Misalnya

terdapat dua atom yaitu atom x dan atom y, dengan elektronnya masing-masing yaitu

elektron (1) dan elektron (2). Bila elektron (1) ditempatkan pada atom x dan elektron

(2) ditempatkan pada atom y, maka fungsi gelombang yang mungkin terbentuk

adalah (Bird, 1993) :

1 = ax (1) by (2)

Teori ikatan valensi dikembangkan oleh Heitler dan London

mempertimbangkan bahwa molekul terbentuk dari atom-atom dan atom-atom ini

terikat satu sama lain oleh ikatan kimia. Atom memberi andil pada elektron luar yang

tidak berpasangan atau elektron valensi untuk berpasangan dengan elektron dari atom

lain (untuk membentuk ikatan dengan atom lain) sedemikian rupa sampai molekul

terdiri dari pusat-pusat atom dan ikatan-ikatan antara pusat-pusat atom ini. Umumnya

pemasangan elektron valensi hanya terjadi dengan yang tidak berpasangan (Dogra

dan Dogra, 1990).

Menurut teori medan kristal, antara ion pusat dan ligan terdapat ikatan ion

yang murni. Anggapan bahwa ikatan tersebut merupakan ikatan ion yang murni

ternyata tidak sesuai dengan fakta eksperimen. Data eksperimen yaitu besarnya

energi yang dilepaskan bila ion kompleks ion terbentuk, memberi petunjuk bahwa

terdapat sifat ikatan kovalen dalam ion kompleks tersebut dapat dijelaskan dengan

teori orbital molekul (Syarifuddin, 1994).

Menurut teori orbital molekul(OM), ikatan kovalen tersebut dapat dipikirkan

akibat terjadinya orbital molekul dalam kompleks, yaitu orbital yang terjadi dari

kombinasi orbital atom ion pusat dan orbital atom ligan. Seperti pada pembentukan

orbital molekul untuk molekul-molekul sederhana, disini juga terbentuk orbital

bonding dan anti bonding untuk tiap gabungan dua orbital atom. Orbital molekul

lebih sulit karena orbital atom yang bergabung banyak. Aproach yang dipakai pada

pembentukan orbital molekul ialah linear combination of atomic orbital atau LCAO

(Sukardjo, 1992).

Gagasan dasar yang menyangkut orbital molekul yaitu untuk menggunakan

teori orbital molekul dalam memberikan ikatan kimia, perlu diketahui beberapa

aturan. Aturan-aturan ini menyangkut orbital molekul tertentu yang terjadi jika

orbital atom bergabung dan cara-cara pelambangan elektron dalam orbital molekul

tersebut (Petrucci, 1999):

1. Jumlah orbital molekul yang dihasilkan sama dengan jumlah orbital atom yang

bergabung.

2. Dari dua orbital molekul yang terjadi apabila dua orbital atom bergabung, satu di

antaranya adalah orbital molekul ikatan yang energinya lebih rendah

dibandingkan orbital atom asalnya.orbital molekul lainnya ialah orbital anti

ikatan, yang energinya lebih tinggi.

3. Elektron umumnya mencari orbital molekul yang energinya paling rendah.

4. Jumlah elektron maksimumnya dapat mengisi orbital molekul tertentu adalah dua

(prinsip ekslusi Pauli).

5. Elektron memasuki orbital molekul yang energinya setara, satu demi satu

sebelum berpasangan (aturan Hund).

6. Pembentukan ikatan di antara atom memerlukan jumlah elektron dalam orbital

molekul ikatan yang melebihi jumlah elektron dalam orbital anti ikatan.

Satu orbital atom dapat bertumpang tindih dengan orbital atom dari atom lain.

Secara matematik, fungsi gelombang yang menggambarkan setiap orbital yang

tumpah tindih dijumlahkan bersama. Perhitungan ini dikenal sebagai kombinasi

linear dari orbital atom atau teori LCAO. Bila orbital atom yang bertumpang tindih

sefase, hasilnya adalah perkuatan dan suatu orbital molekul ikatan. Di lain pihak,

antaraksi antara orbital atom yang keluar fase menghasikan interferensi yang

menimbulkan simpul antara dua inti. Interferensi menuju ke orbital anti ikatan

(Fessenden dan Fessenden, 1982).

Orbital atom yang mengikat dua atom hidrogen menjadi satu adalah simetrik

secara silindrik, artinya simetrik sepanjang garis atau sumbu yang menghubungkan

kedua inti. Setiap orbital molekul yang simetrik di daerah sekeliling sumbu yang

menghubungkan inti disebut orbital molekul sigma (), ikatannya adalah ikatan

sigma. Ikatan dalam H2 hanya satu dari banyak ikatan sigma yang dijumpai

((Fessenden dan Fessenden, 1994).

Bila sepasang gelombang saling tumpang tindih, maka dapat saling

memperkuat atau saling berinterferensi. Penambahan dari dua orbital atom 1s dari

dua atom H yang sefase menghasilkan orbital moleku ikatan dengan rapat elektron

yang tinggi antara inti yang berikatan (Fessenden dan Fessenden, 1994).

Bila dua gelombang berlawanan fase, maka akan saling mengganggu.

Interferensi dari dua orbital atom yang keluar fase dari dua atom hidrogen

memberikan orbital molekul dengan simpul antara inti. Dalam orbital molekul ini,

kebolehjadian menemukan elektron antara inti sangat rendah. Karena itu, orbital

molekul khas ini menimbulkan sistem dimana kedua inti tak dilindungi oleh sepasang

elektron dan intinya saling tolak menolak. Karena tolakan inti, sistem ini energinya

lebih tinggi dari pada sistem dua atom H. Orbital berenergi lebih tinggi ini adalah

orbital anti ikatan, dalam hal ini suatu orbital “sigma bintang” atau ( artinya anti

ikatan) (Fessenden dan Fessenden, 1994).

BAB III

METODE PERCOBAAN

3.1 Bahan

Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah molekul air (H2O).

3.2 Alat

Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah laptop yang memiliki

aplikasi Software Hyperchem Release 7.

3.3 Prosedur Percobaan

A. Membuat Molekul Air

1. Dibuka software Hyperchem Release 7.

2. Dari menu Display, dipastikan bahwa perintah Show Hydrogen aktif dan

perintah Perspective tidak aktif pada kotak dialog Rendering.

3. Pada kotak dialog Default Element, dinonaktifkan Explicit Hydrogen lalu

dipilih oksigen dan ditutup.

4. Diklik kiri pada daerah kerja dengan kursor gambar untuk menggambar atom

oksigen.

5. Diklik ganda Tool Selection untuk menginvoke Model Builder. Model Builder

akan membuat molekul air dan menambahkan atom H.

6. Diberikan label molekul dengan simbol.

B. Menggunakan Struktur Alignment

1. Dipilih perintah Align Molecule pada menu Edit.

2. Dari kotak Align dipilih Secondary dan dari kotak With dipilih Y- axis.

3. Dipastikan bahwa perintah Minor tidak aktif.

4. Diklik OK.

C. Menghitung Fungsi Gelombang

1. Dipilih perintah Semi-Empirical dari menu Setup.

2. Dipilih CNDO (Complete Neglect of Differential Overlap) sebagai metode

kalkulasi lalu diplih Options.

3. Digunakan nilai-nilai di bawah ini pada kotak dialog Semi-Empirical Options.

4. Diklik OK untuk menutup kotak dialog Semi-Empirical Options, diklik OK

sekali lagi untuk menutup kotak dialog Semi-empirical Method.

5. Dipilih Single-Point pada menu Compute.

D. Membuat Orbital Molekul Individual

1. Dibuka kotak dialog Orbital dengan memilih Orbitals pada menu Compute.

2. Dipilih HOMO-, lalu diklik kiri pada kotak teks untuk orbital off-set dan diset

nilai 3. Data ini adalah untuk orbital dengan 3 tingkat energi lebih rendah dari

HOMO.

3. Dipilih perintah 3D Isosurface.

4. Dinonaktifkan perintah Orbital Squared.

5. Diklik OK.

6. Dibuka kotak dialog Isosurface Options dengan memilih Isosurface pada menu

Display.

7. Dipilih Wire mesh sebagai opsi Rendering, digunakan Orbital Contour Value

0,05 lalu diklik OK. Dikopi atau disimpan gambar dengan menekan Copy pada

menu Edit atau tekan F-9.

8. Dibuka kembali kotak dialog orbital dan dimasukkan nilai 1 untuk HOMO-

offset (HOMO-1). Diklik Options dan digunakan nilai yang sama seperti

langkah 7 dan 8, tetapi diubah Rendering menjadi Jorgensen-Salem. Dikopi

atau disimpan gambar dengan menekan Copy pada menu Edit atau tekan F-9.

9. Diulangi kalkulasi dengan menggunakan nilai 2 untuk HOMO-offset (HOMO-

2) dan dipilih Lines sebagai opsi Rendering pada kotak dialog Options. Dikopi

atau disimpan gambar dengan menekan Copy pada menu Edit atau tekan F-9.

10. Dibuka kotak dialog Orbital dan digunakan nilai 0 untuk HOMO-offset

(HOMO-0). Dipilih Flat Surface. Dimasukkan nilai 0,05 dan diklik OK.

11. Diklik kiri pada LUMO dan digunakan nilai offset 0 dan 1 untuk

memperlihatkan orbital tak terisi.

12. Jika kotak dialog Options terlihat, dipilih Shaded Surface sebagai opsi

Rendering dan digunakan nilai 0,05. untuk selanjutnya dipilih Transculent

Surface untuk Isosurface Rendering, diubah molecule rendering menjadi Balls

dan Cylinders.. Dibuka kotak dialog File/Preferences dan dipilih Isosurface

Colors. Diubah warna positif dan negatif menjadi merah dan biru. Dikopi atau

disimpan gambar dengan menekan Copy pada menu Edit atau tekan F-9.

13. Dibandingkan gambar yang diperoleh dengan gambar atau bentuk orbital

molekul H2O yang ada di literatur.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hyperchem adalah suatu software yang dapat digunakan untuk mengetahui

struktur, stabilitas dan sifat molekul dengan menggunakan perhitungan mekanika

molekular maupun mekanika kuantum.

Pendekatan dalam pemodelan sistem molekular ialah bagaimana

mengekspresikan orbital molekul ke dalam kombinasi linier dari himpunan fungsi

satu-elektron (orbital atom). Pendekatan ini dikenal sebagai LCAO. Secara

matematis LCAO dirumuskan sebagai suatu himpunan basis,

ϕi=∑(μ=1)Ncμi .χμ

di mana cμi adalah koefisien ekspansi orbital molekul, dan χμ adalah fungsi basis

yang menyatakan model orbital atom.

Dalam percobaan perhitungan orbital molekul ini digunakan software

Hyperchem Release 7. Program ini merupakan program yang sangat teliti yang

digunakan untuk mengetahui struktur, stabilitas dan sifat molekul dengan

menggunakan perhitungan mekanika molekular maupun mekanika kuantum.

Selain itu, dalam percobaan beberapa hal yang berkaitan tentang letak

elektron dalam suatu orbital, serta tingkatan energi dalam orbital. Dimana molekul

yang digunakan adalah molekul H2O, yaitu molekul diatomik yang tersusun atas

atom hidrogen dan atom oksigen. Digunakan perhitungan single point yang bertujuan

untuk menentukan energi molekul dari struktur yang telah dibuat.

Bentuk molekul H2O dapat diprediksi dengan menghitung total energi dari

molekul H2O untuk beberapa variasi posisi inti, dan selanjutnya mengidentifikasi

konformasi yang terkait dengan energi terendah dengan menentukan orbital-orbital

spesifikasi relatif terhadap HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) dan

LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital). HOMO yang lebih tinggi dengan

energi ionisasi yang kecil memberikan kemampuan yang lebih kuat untuk

mendonorkan elektron kepada molekul lain, sedangkan LUMO yang lebih rendah

dengan afinitas elektron yang lebih besar mempunyai kemampuan yang besar untuk

menerima elektron dari molekul lain. HOMO memiliki energi ionisasi yang sangat

besar menyebabkan ketidakmampuannya untuk memberikan elektronnya. LUMO

memiliki afinitas elektron kecil menyebabkan ketidakmampuan untuk menerima

elektron.

Adapun bentuk molekul H2O yang diperoleh setelah dibuat melalui aplikasi

software hyperchem dimana dari menu Display, dipastikan bahwa perintah Show

Hydrogen aktif dan perintah Perspective tidak aktif pada kotak dialog Rendering.

Pada kotak dialog Default Element, dinonaktifkan Explicit Hydrogen lalu dipilih

oksigen dan ditutup. Diklik kiri pada daerah kerja dengan kursor gambar untuk

menggambar atom oksigen. Diklik ganda Tool Selection untuk menginvoke Model

Builder. Model Builder akan membuat molekul air dan menambahkan atom H.

Diberikan label molekul dengan simbol. Bentuk molekul H2O dapat dilihat seperti di

bawah ini

Setelah molekul H2O dibuat, molekul H2O harus dibuat dalam orientasi

standar sebelum menghitung fungsi gelombangnya. Orientasi standar dilakukan

dengan menggunakan structure Alignment sehingga akan didapatkan struktur

Aligment molekul H2O dengan cara memilih Align Molecule pada menu Edit,

kemudian memilih Secondary dari kotak Align dan Y axis dari kotak With. Penjajaran

struktur dapat dilihat seperti gambar di bawah ini

Dalam percobaan ini, fungsi gelombang dihitung untuk keseluruhan molekul

air. Perhitungan fungsi gelombang dilakukan dengan menggunakan Semi-emperical.

Perhitungan Semi-emperical memecahkan persamaan Schrodinger dengan perkiraan

pasti untuk menjelaskan sifat elektron dari atom dan molekul. Dalam Semi-emperical

ini digunakan CNDO (Complete Neglect of Differential Overlap) sebagai metoda

kalkulasi. CNDO adalah metode yang paling sederhana dari SCF (Self Consistent

Field), berguna unuk menghitung sifat elektron pada keadaan dasar dari sistem

terbuka ataupun tertutup, optimisasi geometri, dan energi total. Pada menu Compute

dipilih Single Point sebagai metode kalkulasi. Perhitungan Single Point memberikan

data statistik molekul seperti energi potensial, potensial elektrostatik, energi orbital

molekul dan koofisien orbital molekul pada keadaan dasar atau tereksistasi.

Adapun gambar dari molekul H2O setelah ditentukan fungsi gelombangnya

yaitu dapat dilihat dari gambar di bawah ini

Berdasarkan hasil yang diperoleh pada percobaan ini, didapatkan bahwa

molekul H2O energinya = -320,414132 dengan gradien = 124,403037 dan bentuk

simetri C2V.

Untuk menentukan muatan atomik berdasarkan HOMO dan LUMO

digunakan beberapa macam opsi rendering, yaitu Wire mesh, Jorgensen-Salem,

Lines, Flat surface, Shaded surface, dan Translucent surface.

Untuk muatan atomik pertama yaitu HOMO-3 digunakan nilai 0,0001 pada

kotak Convergence Limit, nilai 50 pada kotak Iteration Limit. Gambarnya dapat

dilihat dibawah ini

Dari hasil percobaan diperoleh Alpha dengan index orbital = 1 dengan energi orbital

= -40,284115 eV dan simetri 1A1.

Setelah itu, dibuat bentuk orbital molekul HOMO-3 pada opsi isosurface

dengan memilih Wire mesh dan nilai 0,05. Pada Wire mesh, isosurface tergambar

sebagai pola transparan garis melintang dengan molekul struktur tidak tersembunyi.

Diperoleh Alpha dengan index orbital = 1, energi orbital = -40,284115 eV dan

simetri 1A1. Perbedaan bentuk sebelum dan sesudah Wire mesh adalah terletak pada

pertengahan struktur, dimana sebelum Wire mesh dalam pertengahan struktur

terdapat bentuk lingkaran sedangkan sesudah Wire mesh berbentuk travesium.

Untuk muatan atomik kedua yaitu HOMO-1. Gambarnya dapat dilihat

dibawah ini


= -19,132719 eV dan simetri 2A1.


dengan memilih Wire mesh. Pada Jorgensen-Salem,, isosurface tergambar sebagai

pola transparan dengan 2 bentuk dengan molekul struktur tidak tersembunyi dan

menghubungkan kedua bentuk tersebut.


= -19,132719 eV dan simetri 2A1. Sekilas tidak terdapat perbedaan antara keduanya,

tetapi sebenarnya setelah Jorgensen-Salem, molekul H2O mengalami pergeseran

kecil.

Untuk muatan atomik ketiga yaitu HOMO-2. Gambarnya dapat dilihat

dibawah ini


= -21,634298 eV dan simetri 1B2.


dengan memilih Lines. Lines merupakan isosurface yang tergambar sebagai pola

garis melintang dengan molekul struktur tersembunyi.


= -21,634298 eV dan simetri 1B2. Perbedaan diantara keduanya yaitu molekul H2O

tidak tampak setelah Lines.

Untuk muatan atomik keempat yaitu HOMO-0. Gambarnya dapat dilihat

dibawah ini


= -17,777170 eV dan simetri 1B1.


dengan memilih Flat surface. Pada Flat surface, isosurface tergambar sebagai

permukaan solid tanpa bayangan.


= -17,777170 eV dan simetri 1B1. Perbedaan keduanya terletak pada warna struktur

molekul yang tampak jelas.

Untuk muatan atomik kelima yaitu LUMO+0. Gambarnya dapat dilihat

dibawah ini


= 8,857153 eV dan simetri 3A1.

Setelah itu, dibuat bentuk orbital molekul LUMO+0 pada opsi isosurface

dengan memilih Shaded surface. Shaded surface merupakan isosurface yang

tergambar sebagai permukaan solid dengan bayangan untuk mempertinggi tampilan

tiga dimensinya.


= 8,857153 eV dan simetri 3A1.

Setelah itu, dibuat juga bentuk orbital molekul LUMO+0 pada opsi isosurface

dengan memilih Translucent surface. Pada Translucent surface adalah isosurface

yang digambarkan dengan halus dengan permukaan semi-transparan.


= 8,857153 eV dan simetri 3A1. Perbedaan ketiganya terdapat pada warna gambar,

dimana setelah Shaded surface gambar tampak jelas dan setelah Translucent surface

warna gambar agak halus dan tampak molekul H2O.

Untuk muatan atomik keenam yaitu LUMO+1. Gambarnya dapat dilihat

dibawah ini


= 9,775139 eV dan simetri 2B2.

Setelah itu, dibuat bentuk orbital molekul LUMO+1 pada opsi isosurface

dengan memilih Shaded surface. Shaded surface merupakan isosurface yang

tergambar sebagai permukaan solid dengan bayangan untuk mempertinggi tampilan

tiga dimensinya.


= 9,775139 eV dan simetri 2B2.

Setelah itu, dibuat juga bentuk orbital molekul LUMO+1 pada opsi isosurface

dengan memilih Translucent surface. Pada Translucent surface adalah isosurface

yang digambarkan dengan halus dengan permukaan semi-transparan.


= 9,775139 eV dan simetri 2B2. Perbedaan ketiganya yaitu sama dengan LUMO+0,

dimana setelah Shaded surface gambar tampak jelas dan setelah Translucent surface

warna gambar agak halus dan tampak molekul H2O.

Hasil percobaan atau gambar yang didapatkan diberi bentuk bola dan silinder

pada molekul H2O yaitu dengan memiih Rendering pada menu Display kemudian

dipilih Balls and Cylinders, maka atom H dan O berbentuk seperti bola.

Setelah itu, hasil percobaan diberi warna merah untuk positif dan biru untuk

negatif, dengan cara memilih Preferences pada menu Edit dan dipilih Isosurfaces

Colors kemudian ditandai Red pada kotak Positive dan Blue pada kotak Negative,

maka akan diperoleh hasil percobaan seperti gambar di bawah ini

Dari data di atas diperoleh bahwa energi tertinggi yang dibutuhkan untuk

mengisi orbital molekul adalah 1B1 dan energi terendah pada orbital molekul yang

tidak terisi adalahh 3A1. Perbedaan energi dari tiap molekul disebabkan karena

elektron dari tiap molekul berbeda-beda sesuai dengan tingkatan energi.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan dari percobaan ini adalah fungsi gelombang H2O dapat

dihitung melalui bentuk orbital molekulnya dimana energinya sebesar -320,414132

dengan gradien sebesar 124,403037 dan simetrinya C2V. Bentuk orbital molekul

H2O adalah V atau sudut. Kemudian muatan atomik dapat dihitung berdasarkan

HOMO dan LUMO. Untuk HOMO- 3, energinya sebesar -40,284115 eV dan

simetrinya adalah 1A1. Untuk HOMO-1, energinya sebesar - 19,132719 eV dan

simetrinya adalah 2A1. Untuk HOMO-2, energinya sebesar - 21,634298 eV dan

simetrinya adalah 1B2. Untuk HOMO-0, energinya sebesar -17,777170 eV dan

simetrinya adalah 1B1. Untuk LUMO+0, energinya sebesar 8,857153 eV dan

simetrinya adalah 3A1. Untuk LUMO+1, energinya sebesar 9,775139 eV dan

simetrinya adalah 2B2. Penjajaran struktur (structure alignment) digunakan untuk

menghitung fungsi gelombang. Penjajaran struktur dapat dilakukan dengan

pembuatan dalam orientasi standar, yaitu dengan cara memilih Align Molecules pada

menu Edit, kemudian memilih Secondary dari kotak Align dan Y axis dari kotak

With.

5.2 Saran

Untuk laboratorium, sebaiknya pada percobaan ini sarana komputer dilengkapi

agar setiap praktikan dapat lebih menguasai materi praktikum, khususnya dalam

penggunaan aplikasi software Hyperchem.

Untuk percobaan, sebaiknya disediakan aplikasi software Hyperchem.

DAFTAR PUSTAKA

Bird, T., 1993, Kimia Fisik Untuk Universitas, diterjemahkan oleh Kwee Ie Tjien, Gramedia, Jakarta.

Dogra, S. K., dan Dogra, S., 1990, Kimia Fisik dan Soal-Soal, diterjemahkan oleh Umar Mansyur, UI-Press, Jakarta.

Farrington, R. A., dan Daniels, A., 1983, Kimia Fisika, Erlangga, Jakarta.

Fessenden, R. J. dan Fessenden, J. S., 1982, Kimia Organik, Erlangga, Jakarta.

Petrucci, R. H., 1999, Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Edisi Keempat Jilid I, Erlangga, Jakarta.

Sukardjo, 1992, Kimia Koordinasi, Rineka Cipta, Jakarta.

Syarifuddin, N., 1994, Ikatan Kimia, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.

LEMBAR PENGESAHAN

Makassar, 23 November 2010

Asisten Praktikan

LIANA L. TAUFIQ BULKIS MUSA

BAGAN KERJA

A. Membuat molekul air

Dibuka software Hyperchem Release 7.

Dari menu Display, dipastikan perintah Show Hydrogen aktif dan

perintah Perspective tidak aktif pada kotak dialog Rendering.

Pada kotak dialog Default Element, dinonaktifkan Explicit Hydrogen,

lalu dipilih Oksigen dan ditutup.

Digambar atom oksigen dengan mengklik kiri pada daerah kerja dengan

kursor gambar.

Diklik ganda Tool Selection untuk menggambarkan struktur H2O.

Diberikan label molekul dengan simbol.

B. Menggunakan structure alignment

Dipilih perintah Align Molecule pada menu Edit.

Dari kotak Align dipilih Secondary, dan dari kotak With dipilih Y axis.

Perintah Minor Axis dipastikan tidak aktif.

Diklik OK.

C. Menghitung fungsi gelombang

Dipilih perintah Semi-emperical dari menu Setup.

Dipilih CNDO (Complete Neglect of Differential Overlap) sebagai

metode kalkulasi, lalu dipilih Options.

Pada kotak dialog Semi-emperical Option, digunakan nilai 0,0001 pada

kotak Convergence Limit, nilai 50 pada kotak Iteration Limit, 0 pada

Data

Total charge dan 1 pada kotak Spin Multiplicity. Pada pilihan Spin

Pairing dipilih RHF, dan pada pilihan State dipilih Lowest.

Diklik OK untuk menutup kotak dialog Semi-emperical Options dan

kotak dialog Semi-emperical Method.

Dipilih Single-point pada menu Compute.

D. Membuat orbital molekul individual

Dibuka kotak dialog Orbitals dengan memilih Orbitals pada menu

Compute.

Dipilih HOMO-, lalu diklik kiri pada kotak teks untuk orbital off-set dan

diset nilai

Dipilih perintah 3D Isosurface.

Dinonaktifkan perintah Orbital squared.

Diklik OK.

Dibuka kotak dialog Isosurface Option dengan dipilih Isosurface pada

menu Display.

Dipilih Wire mesh sebagai opsi Rendering, digunakan Orbital contour

value 0,05, lalu diklik OK.

Dibuka kembali kotak dialog orbital dan dimasukkan nilai 1 untuk

HOMO- off-set. Diklik Options dan digunakan nilai yang sama seperti

langkah ke tujuh dan delapan di atas, tetapi opsi Rendering diubah

menjadi Jorgensen-Salem.

Diulangi kalkulasi dengan menggunakan nilai 2 untuk HOMO- offset dan

dipilih Lines sebagai opsi Rendering pada kotak dialog Options.

Dibuka kotak dialog Orbitals dan digunakan nilai 0 untuk HOMO- offset.

Dipilih Flat surface sebagai opsi Rendering dan diklik OK.

Diklik kiri pada LUMO+ dan digunakan nilai offset 0 dan 1.

Pada kotak dialog Options, dipilih Shaded surface sebagai opsi

Rendering.

Selanjutnya, dipilih Transculent surface untuk Isosurface Rendering,

diubah molekul menjadi berbentuk Balls dan Cylinders.

Dibuka kotak dialog File lalu Preferences dan dipilih Isosurface Colours.

Warna positif dan negatif diubah menjadi merah dan biru.

Hasil

Documents

Lap. orbital molekul