Analisa dengan Hyperchem (Stabilitas Karbokation dan Hiperkonjugasi)
cara menggambarkan dan mengoptimasi beberapa karbokation seperti t-butil, sek-butil, dan n-butil. Anda dapat memulai menggambarkan hidrokarbon dan menghilangkan 1 atom H yang terikat dalam atom karbon untuk menghasilkan karbokation.
1. Gunakan menu draw untuk menggambarkan isobutana.
2. Klik pada build dan kemudian add H & Model Build.
3. Gunakan menu Selection dan hapus atom H sesuai dengan karbokation yang digambar.
4. Klik Setup dan kemudian semi empiris.
5. Klik AMI dan kemudian options.
6. Atur Total Charge pada 1 dan Spin Multiplicity pada 1 (semua spin terpasangkan)
7. Lakukan optimasi dengan memilih Compute dan kemudian Geometri Optimizaion.
8. Setelah perhitungan selesai, catat panas pembentukannya.
Pencatatan data
1. Catat panjang ikatan CC, semua panjang ikatan Csp3-H (karbon Csp3-H terikat pada karbon Csp2) dan semua sudut antara pusat karbon Csp2.
2. Klik pada Display dilanjutkan dengan Labels.
Klik pada Charge dilanjutkan dengan OK. Muatan atom akan dimunculkan. Catat muatan pada atom H yang ikut terlibat dalam hiperkonjugasi (pada Csp3 yang terikat pada Csp2). Catat jika terjadi perbedaan. Atom H dengan muatan terbesar akan lebih banyak terlibat dalam hiperkonjugasi. Cetak struktur dengan muatan atomnya dan lampirkan pada lembar laporan.
Analisa dengan Hyperchem (Pemodelan Molekul Organik)
Pemodelan molekul etana/butana dan konformasinya.
1. Masuk ke program Hyperchem.
2. Menampilkan tabel periodik dari menu Build - Default Elemen.
3. Menggambar molekul etana/butana, kemudian di-model build pada menu
Build.
4. Konformasi yang berbeda dari etana/butana diperoleh dengan memvariasi sudut torsi antara empat atom, dilakukan dengan men-set torsi empat atom yang sudah dipilih. Memasukkan sudut (1200) pada set torsion dalam menu Edit dan constrain torsion pada menu Build.
5. Hasil variasi sudut torsi akan memberikan struktur dengan simetri yang berbeda. Untuk etana diperoleh dua struktur yaitu struktur stagger (bersilang) dan struktur eklips. Untuk butana diperoleh empat struktur yaitu struktur anti, struktur gauss, struktur eklips dan struktur metil eklips
1. Masing-masing struktur disimpan sebagai file.hin sendiri, untuk dilakukan kalkulasi energi sistem.
2. Kalkulasi dilakukan dengan metode ab initio, pilih pada menu Setup dengan basis set 6-31G*.
3. Dihitung energinya dengan kalkulasi single point pada menu Compute, untuk optimasi geometri dikalkulasi dengan Geometry Optimization sampai diperoleh konvergensinya.
4. Start log pada menu File dan disimpan sebagai file.log, kemudian dilakukan kalkulasi single point, setelah konvergensi diperoleh di-stop log.
5. Membuka file.log untuk melihat energi hasil perhitungan dan dibandingkan untuk masing-masing struktur
Catatan : Pemodelan molekul dan konformasinya dapat diterapkan juga pada cis-trans sikloheksana dari konformasi kursi sampai konformasi perahu.
Penentuan struktur ortho, meta atau para pada bensen tersubstitusi (Phenol)
1. Masuk program Hyperchem.
2. Lakukan substitusi elektrofilik (CH3+, NO2+, SO3H+) pada posisi ortho, meta dan para. Masing-masing struktur hasil substitusi disimpan sebagai file.hin tersendiri.
3. Lakukan perhitungan menggunakan metode ab initio dengan basis set 6-31G**, baik menggunakan single point atau optimasi geometri.
4. Hasil perhitungan disimpan dalam file.log untuk mengetahui energi,
Transfer muatan, dan muatan atom.
Analisa dengan Hyperchem (Gaya Antar Molekul pada Asam Karboksilat)
Langkah-langkah:
1. Gambarkan senyawa karboksilat dalam bentuk dimmer dengan berbagai bentuk konformasi (1, 2 dan 3). Atur agar jarak antara atom H dari gugus hidroksi dengan atom O karbonil mempunyai jarak sekitar 2 Å. Anda dapat menggunakan fungsi Ctrl+anak panah atau Ctrl+Shift+anak panah untuk mengatur posisi dua senyawa karboksilat tersebut.
2. Gunakan metode semiempiris (semi-empirical) AM1 pada menu Setup, lalu optimasi struktur dimmer karboksilat. Untuk melihat apakah struktur dimmer teroptimasi dapat melakukan ikatan hidrogen, pilih recompute H bond pada menu Display. Ikatan hidrogen akan ditandai dengan garis putus-putus pada atom H dari gugus hidroksil dengan atom O karbonil.
3. Untuk melakukan perhitungan energi interaksi (ΔEdimer), gunakan rumusan
ΔEdimer = Ekompleks – Ekar1 – Ekar2
Ekompleks = energi hasil optimasi dimmer karboksilat
Ekar1 = energi monomer karboksilat (1)
Ekar2 = energi monomer karboksilat (2)
Cara mencari adalah dengan menghilangkan senyawa monomer karboksilat (2) (ingat : pada bentuk dimmer yang telah dioptimasi) dan melakukan perhitungan energi single point. Diperoleh dengan menghilangkan monomer karboksilat (1) dan melakukan energi single point.
4. Lakukan hal yang sama dengan menggunakan metode mekanika molekular MM+.
| Metode | Dimer | Ekompleks | Ekar1 | Ekar2 | ΔEdimer |
| AM1 | I | - 1551,1 | - 772,28 | - 772,28 | - 6,62 |
| II | - 1547,6 | - 772,3 | - 772,3 | - 2,4 | |
| III | - 1551,3 | - 772,3 | - 772,3 | - 6,7 | |
| MM+ | I | - 15,39 | - 6,007 | - 6,001 | - 3,382 |
| II | - 6,78 | - 5,98 | - 0,44 | - 0,36 | |
| III | - 12,8 | - 6,01 | - 5,55 | - 1,24 |
Analisis
· Dari ketiga bentuk dimer, semuanya memiliki energi kompleks teroptimasi yang hampir sama (pada metode AM1).
· Kemungkinan terbentuknya ikatan hidrogen bergantung pada konformasi senyawa, jika jarak antara atom H dari gugus hidroksi dari monomer yang satu dengan atom O karbonil dari monomer yang lainnya mempunyai jarak yang cukup jauh, maka ikatan hidrogen menjadi lemah atau tidak terbentuk sama sekali.
· Jika dibandingkan, metode AM1 menunjukkan nilai energi kompleks teroptimasi yang jauh lebih besar dibandingkan metode MM+, tetapi nilai ΔEdimer hampir sama. (Ketidaksesuaian hasil percobaan dengan teori mungkin disebabkan karena penggambaran dimer yang kurang tepat, sehingga mempengaruhi perhitungan energi pada single point)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar