KOMPUTASI PEMODELAN STRUKTUR MOLEKUL

Makalah ini Dibuat untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Teknologi Informasi dan Komunikasi

Dosen Pembimbing : Drs. Syahmani, M.Si

Oleh

Nama : Karina Nurul Fajar

NIM : A1C311216

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

BANJARMASIN

2012

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya

kepada kita semua. Sholawat dan salam kepada Nabi Muhammad SAW beserta keluarga,

sahabat dan para pengikutnya hingga akhir zaman. Alhamdulillahirabbil’alamin. Berkat

rahmat dan karunia yang diberikan oleh-Nya-lah makalah ini akhirnya dapat terselesaikan.

Makalah ini disusun guna memenuhi tugas dalam mata kuliah Aplikasi Komputer /

Teknologi Informasi dan Komunikasi. Dalam penulisan makalah ini, penulis mengambil tema

tentang komputasi kimia, khususnya tentang pembuatan model struktur molekul.

Sebagai mahasiawa di Program Studi Pendidikan Kimia, sangat penting bagi penulis

untuk mempunyai pengetahuan dan penguasaan yang cukup dalam komputasi kimia,

khususnya dalam pemodelan struktur molekul.

Saat ini, sudah cukup banyak perangkat lunak yang dikembangkan untuk pemodelan

struktur molekul. Diantara banyak perangkat lunak tersebut, ada dua macam perangkat lunak

yang diberikan oleh dosen pada mata kuliah Teknologi Informasi dan Komunikasi yaitu

ChemOffice dan HyperChem.

Dengan penulisan makalah ini, diharapkan kita dapat meningkatkan pemahaman dan

pengetahuan mengenai komputasi pemodelan struktur molekul, serta dapat

mengaplikasikannya dengan baik. Penulis menyadari bahwa pada makalah ini masih terdapat

banyak kekurangan. Namun demikian penulis berharap semoga makalah ini dapat

bermanfaat. Amin.

Banjarmasin, Juli 2012

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Di alam ini terdapat bermacam-macam senyawa kimia. Senyawa kimia yang terdapat

di alam ini mempunyai beragam bentuk yang sangat unik, bahkan terkadang senyawa kimia

mempunyai bentuk molekul yang cukup rumit untuk digambarkan. Misalnya saja sukrosa.

Senyawa karbohidrat yang terdapat dalam gula tebu ini memiliki rumus molekul C12H22O6 ini

memiliki struktur yang cukup rumit untuk digambar secara manual.

Gambar 1. Struktur molekul sukrosa.

Jika kita harus menggambar struktur molekul senyawa yang cukup kompleks seperti

sukrosa ini mungkin dapat kita kerjakan secara manual dengan mudah. Namun gambar

molekul yang dibuat dengan cara manual mungkin hasilnya tidak akan terlalu rapi, apa lagi

jika kita tidak punya keterampilan menggambar yang baik.

Karena itu, untuk mempermudah kita dalam membuat gambar struktur molekul

senyawa-senyawa yang cukup rumit seperti ini, kita mungkin akan memerlukan perangkat

lunak (software) yang dapat membuat gambar struktur molekul yang kita inginkan, dan dapat

kita kerjakan dengan menggunakan bantuan komputer.

Untuk menjawab kebutuhan ini, sekarang ini sudah banyak perangkat lunak untuk

komputasi kimia yang diciptakan untuk mempermudah kita menggambar molekul-molekul.

Diantara banyak perangkat-perangkat lunak tersebut, dalam makalah ini akan dibahas tentang

beberapa perangkat lunak yang dapat kita gunakan untuk membuat struktur molekul yaitu

ChemOffice dan HyperChem.

1.2. Rumusan Masalah

Masalah yang akan dibahas dalam makalah ini adalah:

1. Software apa sajakah yang dapat digunakan untuk menggambar struktur molekul?

2. Apa sajakah fungsi-fungsi dari software tersebut?

3. Bagaimana cara menggunakan software tersebut?

1.3. Tujuan Penulisan

Makalah ini dibuat dengan tujuan:

1. Untuk menyelesaikan tugas dalam mata kuliah Teknologi Informasi dan Komunikasi.

2. Untuk menambah pengetahuan tentang software-software yang berkaitan dengan

kimia.

3. Untuk menambah pemahaman tentang software ChemOffice dan HyperChem.

1.4. Manfaat Penulisan

Dengan pembuatan makalah ini, diharapkan dapat bermanfaat untuk:

1. Menambah dan memperluas wawasan tentang software kimia.

2. Mempermudah pemahaman tentang software ChemOffice dan HyperChem.

BAB II

ISI

2.1. Macam-macam Software Pembuat Struktur Molekul

Sekarang ini, telah banyak software yang diciptakan orang untuk membuat struktur

molekul. Software-software tersebut kini telah tersebar luas. Software-software tersebut

diantaranya adalah:

1. ChemOffice

ChemOffice merupakan salah satu software yang digunakan untuk membuat struktur

kimia dengan mudah dan digunakan untuk menggambar secara 2 dimensi (2-D) dan 3

dimensi (3-D). ChemDraw merupakan salah satu program aplikasi dari ChemOffice, untuk

menggambar struktur 2D dalam bidang ilmu kimia, terutama kimia organik, biokimia, dan

polimer.

2. HyperChem

Program HyperChem, merupakan program kimia yang dikembangkan

oleh HyperCube Inc, untuk sistem operasi Windows 95/98, Windows NT, Windows XP,

Windows Vista, Windows 7 dan Linux. HyperChem menyediakan fasilitas pembuatan model

tiga dimensi (3D), perhitungan mekanika molekuler dan mekanika kuantum.

3. Jmol

Jmol adalah software visualisasi struktur molekul dalam tiga dimensi yang ditulis

dengan program Java. Fitur yang dimiliki software ini adalah membaca berbagai jenis file

input dan output dari program-program kimia kuantum seperti VASP, serta animasi file

multi-frame dan modus normal yang dihitung dari program kuantum.

4. Avogadro

Avogadro adalah software kimia gratis, open source, tersedia dalam berbagai paltform

sistem operasi merupakan editor molekul yang dirancang untuk digunakan secara fleksibel

dalam kimia komputasi, pemodelan molekul, bioinformatika, ilmu material, dan bidang

terkait lainnya. Avogadro yang tersedia dapat dijalankan pada sistem Windows, Linux, dan

Mac OS X.

5. ChemSketch

ChemSketch adalah software yang digunakan untuk mengambar dan memodelkan

struktur kimia seperti software ChemOffice. Software ChemSketch dapat mengambar

struktur kimia dalam bentuk 2D dan 3D. Program ini juga menyediakan struktur asam amino,

alkaloid, karbohidrat, asam nukleat, DNA/RNA, lab kit (semua peralatan kimia berupa gelas),

orbital, senyawa phospor, steroid, terpen, dll. Software ini juga menyediakan pengambaran

kurva dan grafik.

6. ChemDoodle

ChemDoodle adalah software yang digunakan untuk menggambar struktur kimia baik

dalam bentuk 2D atau 3D. Software ini juga menyediakan tool-tool yang yang mudah

digunakan seperti ikatan, berbagai macam bentuk cincin, orbital, spektra, grafik, tabel

periodik dan masih banyak tool-tool yang lain yang memudahkan kita untuk

menggunakannya. Software ini hampir mirip dengan software ChemSketch dan ChemOffice.

Software ini bisa dijalankan di sistem Windows, Linux, OSX dan didukung oleh program

Java.

2.2. ChemOffice

ChemOffice merupakan software yang dikeluarkan oleh CambridgeSoft. ChemOffice

merupakan salah satu software yang digunakan untuk membuat struktur kimia dengan mudah

dan digunakan untuk menggambar secara 2 dimensi (2-D) dan 3 dimensi (3-D). ChemOffice

terdiri atas tiga aplikasi kimia yaitu ChemDraw, Chem3D dan ChemFinder. Software ini

dapat dijalankan pada sistem Macintosh dan Microsoft Windows.

ChemDraw merupakan salah satu program aplikasi dari ChemOffice, untuk

menggambar struktur dua dimensi dalam bidang ilmu kimia, terutama kimia organik,

biokimia, dan polimer. Sedangkan, untuk membuat struktur tiga dimensi, dapat dilakukan

dengan menggunakan Chem3D.

2.2.1. Fungsi-fungsi ChemOffice

Dengan menggunakan Chemoffice, kita tidak hanya bisa membuat struktur molekul.

Selain membuat struktur molekul, software ChemOffice sebenarnya masih memiliki beberapa

fungsi yang lain.

Fungsi-fungsi yang dapat dijalankan oleh Chemoffice adalah:

1. Membuat struktur molekul dua dimensi.

2. Membuat struktur molekul tiga dimensi.

3. Konversi struktur molekul ke nama.

4. Konversi nama senyawa ke strukturnya.

5. Simulasi spektrum massa.

6. Simulasi spektrum NMR.

7. Koleksi template.

2.2.2. Membuat Struktur Molekul dengan ChemOffice

Membuat struktur molekul menggunakan ChemOffice tidak terlalu sulit. Misalnya

saja membuat struktur dua dimensi dari senyawa 1 – propanol dengan menggunakan aplikasi

ChemDraw.

Senyawa 1 – propanol dengan rumus molekul C3H7OH memiliki struktur molekul

seperti pada gambar 2.

Gambar 2. Struktur dua dimensi 1 – propanol.

Cara membuat struktur molekul dua dimensi menggunakan aplikasi ChemDraw dapat

dilakukan dengan langkah-langkah berikut:

1. Buka aplikasi ChemDraw.

2. Untuk membuat rantai karbonnya, gunakan Text tool, kemudian ketik CH3.

Gambar 3. Menggunakan Text tool pada ChemDraw.

3. Gunakan tool Solid Bond, kemudian klik pada huruf C, lalu tarik lurus ke kanan.

Gambar 4. Membuat ikatan menggunakan Solid Bond.

4. Klik lagi Text tool, kemudian ketik C, lalu tarik lagi ke kanan. Ulangi sekali lagi

hingga terbentuk cabang propil.

Gambar 5. Membentuk cabang propil.

5. Tambahkan OH di ujung cabang propil. Terbentuklah struktur senyawa 1 – propanol.

Gambar 6. Terbentuk 1 – propanol.

Selain dalam bentuk dua dimensi, dengan ChemOffice kita juga bisa membuat

struktur molekul tiga dimensi dengan menggunakan aplikasi Chem3D. Contohnya untuk

membuat struktur tiga dimensi dari 1 – propanol dapat dilakukan dengan langkah-langkah

berikut:

1. Buka aplikasi Chem3D.

2. Buat ikatan tunggal dengan dua atom C menggunakan tool ikatan tunggal yang

terdapat di sebelah kiri.

Gambar 7. Membuat ikatan tunggal dengan dua atom C.

3. Tambahkan satu atom C lagi dengan mengganti salah satu atom hidrogen dengan

atom karbon dengan menggunakan Text tool.

Gambar 8. Menambahkan satu atom C.

4. Kemudian tekan Enter, maka terbentuklah struktur propana.

Gambar 9. Propana.

5. Untuk menambahkan gugus alkohol, ganti salah satu atom H yang terikat di atom C

yang berada di ujung dengan atom O.

Gambar 10. Menambahkan atom O.

6. Kemudian tekan Enter, maka terbentuklah struktur 1 – propanol.

Gambar 11. 1 – propanol.

7. Ganti tampilan “Sticks” dengan “Ball & Sticks”.

Gambar 12. Struktur “Ball & Sticks” 1 – propanol.

8. Terbentuklah struktur tiga dimensi dari 1 – propanol. Untuk melihat lebih jelas

susunan atom pada molekul, kita dapat memutar gambar molekul.

Gambar 13. Memutar struktur 1 – propanol.

2.3. HyperChem

HyperChem merupakan salah satu program komputasi kimia yang dapat digunakan

untuk membuat struktur molekul. Program ini dikembangkan oleh HyperCube Inc untuk

sistem operasi Windows 95/98, Windows NT, Windows XP, Windows Vista, Windows 7 dan

Linux. HyperChem merupakan program pembuat model molekul canggih yang dikenal

karena kualitas, fleksibilitas serta penggunaannya yang mudah.

Dengan menggunakan HyperChem, kita dapat membuat struktur molekul dalam

bentuk tiga dimensi.

Tidak hanya itu, berbagai macam pekerjaan komputasi kimia yang berhubungan

dengan molekul dapat kita kerjakan dengan menggunakan HyperChem. Itu karena program

ini memadukan visualisasi 3D serta animasi dengan perhitungan kimia kuantum, mekanika

molekuler, dan dinamika.

2.3.1. Fungsi-fungsi HyperChem

Fungsi utama program HyperChem ini adalah menampilkan struktur molekul tiga

dimensi. Namun fungsi HyperChem tidak sebatas hanya menampilkan struktur, tapi juga

dilengkapi dengan fungsi-fungsi yang lain. Fungsi-fungsi tersebut antara lain adalah:

1. Membuat model struktur molekul dari atom-atom dan menampilkannya dalam bentuk

tiga dimensi.

2. Membuat model protein dan asam nukleat dari residu standarnya serta modifikasinya

3. Membuat model molekul dari Protein Data Bank.

4. Menata ulang molekul dengan rotasi, translasi maupun zoom.

5. Mengubah tampilan molekul (Rendering).

6. Perhitungan-perhitungan kimia dengan berbagai metode, seperti dinamik melekuler,

mekanika molekuler, semiempirik dan mekanika kuantum.

2.3.2. Membuat Struktur Molekul dengan HyperChem

Untuk membuat struktur molekul dengan menggunakan program HyperChem tidak

sulit. Misalnya saja untuk membuat struktur molekul senyawa 1 – propanol dilakukan dengan

langkah-langkah berikut:

1. Buka aplikasi HyperChem. Klik “Build”, kemudian pilih “Default Element...” lalu

pilih atom Carbon.

Gambar 14. Memilih unsur pada Default Element Table.

2. Buat cabang propil dengan membuat tiga atom karbon.

Gambar 15. Membuat tiga atom karbon.

3. Klik salah satu atom karbon, kemudian tarik ke arah atom yang lain hingga ketiga

atom terhubung dan membentik garis.

Gambar 16. Menghubungkan ketiga atom karbon.

4. Klik atom Oxygen pada Element Table, kemudian tambahkan satu atom Oksigen, lalu

hubungkan dengan atom karbon.

Gambar 17. Menambahkan atom oksigen.

5. Klik “Build” kemudian pilih “Add H & Model Build”. Terbentuklah struktur 1 –

propanol.

Gambar 18. Struktur “Sticks” 1 – propanol.

6. Klik “Display”, pilih “Rendering”, lalu pilih “Balls & Sylinders” untuk melihat

struktur yang berbentuk seperti bola dan stik.

Gambar 19. Struktur “Balls & Sticks” 1 – propanol.

BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

Sekarang sudah banyak terdapat perangkat-perangkat lunak yang dapat

mempermudah kita dalam membuat model struktur molekul. Diantaranya ada ChemOffice

dan HyperChem. Dengan menggunakan program Chemoffice dan HyperChem, membuat

model molekul menjadi lebih mudah. Hanya dengan beberapa langkah saja, akan kita

dapatkan struktur molekul yang kita inginkan.

3.2. Saran

Agar pemahaman kita mengenai pemodelan struktur molekul semakin mendalam,

maka alangkah baiknya jika kita lebih sering berlatih menggunakan program-program

pembuat struktur molekul ini.

DAFTAR PUSTAKA

Amalia, Nurul. 2012. Avogadro (Program Kimia ChemPup), (Online), (http://nurul-

amilia.blogspot.com/2012/01/avogadro-program-kimia-chempup.html, diakses

tanggal 7 Juni 2012).

Amalia, Nurul. 2012. ChemOffice, (Online),

(http://nurul-amilia.blogspot.com/2012/01/chemoffice.html, diakses tanggal 7

Juni 2012).

Amalia, Nurul. 2012. HyperChem, (Online),

(http://nurul-amilia.blogspot.com/2012/01/hyperchem.html, diakses tanggal 7

Juni 2012).

Amalia, Nurul. 2012. Jmol (Program Kimia ChemPup), (Online), (http://nurul-

amilia.blogspot.com/2012/01/jmol-program-kimia-chempup.html, diakses tanggal

7 Juni 2012).

Amalia, Nurul. 2012. Kemampuan HyperChem, (Online),

(http://nurul-amilia.blogspot.com/2012/01/hyperchem.html, diakses tanggal 7

Juni 2012).

Anonim. 2012. Aplikasi ChemPup: Jmol, (Online),

(http://flexaero.blogspot.com/2012/01/aplikasi-chempup-jmol.html, diakses

tanggal 10 Juni 2012).

Anonim. Tanpa Tahun. ChemDraw, (Online), (http://en.wikipedia.org/wiki/ChemDraw,

diakses tanggal 9 Juni 2012).

Anonim. Tanpa Tahun. Hyperchem 7.5, (Online),

(http://www.chemistry-software.com/hyperchem/hyperchem7.5.htm, diakses

tanggal 9 Juni 2012).

Faijal. 2010. Hyperchem, (Online),

(http://faijalchemistry.blogspot.com/2010/04/hyperchem.html, diakses tanggal 10

Juni 2012).

Khanza. 2012. Menggambar Rumus Kimia dengan ChemOfiice 2010, (Online),

(http://khanzamultimedia.blogspot.com/2012/04/menggambar-rumus-kimia-

dengan.html, diakses 5 Juni 2012).