rencana pembelajaran semester -...

KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG (UNNES)

Kantor: Komplek Simpang 5 Unnes Kampus Sekaran, Gunungpati, Semarang 50229 Rektor: (024)8508081 Fax (024)8508082, Purek I: (024) 8508001

Website: www.unnes.ac.id - E-mail: [email protected]

FORMULIR RENCANA PEMBELAJARAN SEMESTER (RPS)

No. Dokumen FM-01-AKD-05

No. Revisi 03

Hal 1 dari2

Tanggal Terbit22 Februari 2018

1

RENCANA PEMBELAJARAN SEMESTER

Mata Kuliah : KIMIA KOMPUTASI Semester: VI (ENAM) sks: 3 Kode: 15P01799

Program Studi : KIMIA Dosen Pengampu/Penanggungjawab : Drs. Kasmui, M.Si

Capaian Pembelajaran Lulusan (CPL)

Sikap 1. Menginternalisasi semangat kemandirian, kejuangan, dan kewirausahaan 2. Menginternalisasi sikap apresiatif dan peduli dalam pelestarian lingkungan hidup, seni,

dan nilai-nilai sosial budaya yang berkembang di masyarakat. Keterampilan Umum:

3. Mampu mengkaji implikasi pengembangan atau implementasi ilmu pengetahuan teknologi yang memperhatikan dan menerapkan nilai humaniora sesuai dengan keahliannya berdasarkan kaidah, tata cara dan etika ilmiah dalam rangka menghasilkan solusi, gagasan, desain atau kritik seni;

CP Keterampilan Khusus 4. Mampu merencanakan dan melaksanakan pekerjaan laboratorium/penelitian kimia

serta mampu melakukan praktikum baik yang bersifat verifikasi, penemuan, analisis atau sintesis secara konvensional maupun secara instrumentasi kimia.

5. Mampu menyajikan beberapa alternatif solusi di bidang identifikasi, analisis, isolasi, transformasi, dan sintesis bahan kimia pada tingkat molekuler sederhana yang dapat digunakan sebagai dasar pengambilan keputusan secara tepat.

6. Menguasai substansi, karakteristik katalis dan uji aktivitasnya serta mendesiminasikan kajian penelaahan masalah kimia yang akurat dalam bentuk laporan dan kertas kerja

CP Pengetahuan

7. Mampu memecahkan masalah IPTEKS di bidang kimia yang umum dan dalam lingkup yang sederhana seperti identifikasi, analisis, isolasi, transformasi, dan sintesis senyawa organik dan anorganik melalui penerapan pengetahuan struktur dan sifat molekul, metode analisis dan sintesis pada bidang kimia spesifik, serta penerapan teknologi yang relevan.

Capaian Pembelajaran Matakuliah (CPMK)

Setelah mengikuti matakuliah ini, mahasiswa akan dapat menjelaskan tentang beberapa metode kimia komputasi dan dapat membedakan keunggulan dan kelemahan setiap metode kimia komputasi sehingga dapat menerapkan






No. Revisi 03

Hal 1 dari2


2

dalam pemodelan molekul-molekul sederhana

Deskripsi Matakuliah Mata kuliah Kimia Komputasi mencakup pembelajaran tentang konsep dasar kimia komputasi yang menyangkut metode kimia komputasi dan penerapannya. Materi kuliah kimia komputasi meliputi ruang lingkup kimia komputasi dan pemodelan molekul, metode kimia komputasi yang meliputi metode mekanika molekular, semiempiris, ab initio. Hubungan Kuantitative struktur-aktivitas (QSAR) juga akan dibahas dalam matakuliah ini. Materi praktikum / demontrasi perangkat lunak juga akan diberikan untuk dapat secara langsung mengetahui penggunaan kimia komputasi dalam menyelesaikan permasalahan kimia.

Minggu ke - Kemampuan yang diharapkan

Bahan Kajian Metode Pembelajaran

Waktu Evaluasi Kriteria/ Indikator

Bobot

1 Setelah mengikuti kuliah ini,

mahasiswa akan dapat

mempersiapkan materi

perkuliahan dan praktikum

kimia komputasi

PENGANTAR PERKULIAHAN 1.1 Pengantar Perkuliahan

secara umum 1.2 Referensi Materi

Perkuliahan 1.3 Software Praktikum

Kimia Komputasi

Ceramah, tanya

jawab

160

menit

Penugasan

terstruktur

telusur

referensi

Semua

memiliki

pustaka

yang

diperlukan

1

2 Setelah mengikuti kuliah ini,

mahasiswa akan dapat

menyebutkan ruang lingkup

kimia komputasi dalam

menentukan sifat suatu

struktur senyawa secara

teoritis

MATERI PENGANTAR 2.1 Pengertian Pemodelan

Molekul 2.2 Ruang Lingkup Kimia

Komputasi 2.3 Bagaimana Melakukan

Penelitian Di Bidang Kimia Komputasi ?

Ceramah, tanya

jawab

160

menit

penugasan

penulisan

arttikel

penerapan

bidang

kimia

komputasi

di

masyarakat

Kualitas

artikel

tulisan

1

3 Setelah mengikuti mata kuliah METODE KIMIA Diskusi tugas 160 Keaktifan Tingkat 1






No. Revisi 03

Hal 1 dari2


3

ini, mahasiswa akan dapat

membedakan penggunaan

beberapa macam metode

kimia komputasi untuk

keperluan mendapatkan sifat

dan energi suatu senyawa

KOMPUTASI 3.1 Perbandingan Metode

Kimia Komputasi 3.2 Persamaan

Schrödinger 3.3 Penyelesaian

Persamaan Schrödinger Elektronik Hartree-Fock. Teori Self-Consistent Field(SCF)

3.4 Sifat yang Diturunkan dari Fungsi Gelombang

sebelumnya,

Ceramah, tanya

jawab

menit diskusi,

Nilai Tugas

terstruktur

partisipasi

dalam

diskusi,

nilai tugas

terstruktur

4 Setelah mengikuti matakuliah


menyebutkan keunggulan dan

keterbatasan metode

mekanika molekular dalam

pemodelan molekul

METODE MEKANIKA MOLEKUL 4.1 Pengertian Mekanika

Molekular 4.2 Anatomi Mekanika

Molekular 4.3 Optimisasi dalam MM 4.4 Jenis Medan Gaya

Diskusi tugas

sebelumnya,

Ceramah, tanya

jawab

160

menit

Keaktifan

diskusi,

Nilai Tugas

terstruktur

Tingkat

partisipasi

dalam

diskusi,

nilai tugas

terstruktur

1




keterbatasan metode ab

initiodan membanding-kannya

dengan perhitungan mekanika

molekular dalam pemodelan

METODE AB INITIO 5.1 Pendahuluan 5.2 Teori Ab Initio 5.3 Himpunan Basis 5.4 Perhitungan Energi 5.5 Kualitas Hasil

Perhitungan Ab Initio

Diskusi tugas

sebelumnya,

Ceramah, tanya

jawab

160

menit

Keaktifan

diskusi,

Nilai Tugas

terstruktur

Tingkat

partisipasi

dalam

diskusi,

nilai tugas

terstruktur

1






No. Revisi 03

Hal 1 dari2


4

molekul




keterbatasan metode

semiempiris dan memban-

dingkannya dengan perhi-

tungan mekanika molekular

dan ab initio dalam pemodelan

molekul

METODE SEMIEMPIRIS 6.1 Pendahuluan 6.2 Complete Neglect of

Differential Overlap (CNDO, Pople 1965) Juga Dikenal dengan ZDO (Zero Differential Overlap)

6.3 Intermediate Neglect of Differential OverLap (INDO, Pople 1967)

6.4 Modified Intermediate Neglect of Differential Overlap (MINDO/3 Dewar, 1975)

6.5 Neglect of Diatomic Differential Overlap(NDDO, Pople 1965)

6.6 Modified Neglect Of Diatomic Overlap(MNDO)

6.7 Austin Model 1 (AM1) 6.8 Parameterized Model 3

(PM3) 6.9 Kualitas dari Hasil

Semiempiris

Diskusi tugas

sebelumnya,

Ceramah, tanya

jawab

160

menit

Keaktifan

diskusi,

Nilai Tugas

terstruktur

Tingkat

partisipasi

dalam

diskusi,

nilai tugas

terstruktur

1






No. Revisi 03

Hal 1 dari2


5

7

Setelah mengikuti mata kuliah


membedakan beberapa jenis

perhitungan korelasi elektron

sebagai koreksi terhadap

metode perhitungan SCF

Setelah mengikuti matakuliah



keterbatasan metode Density

Functional Theory dan

membanding-kannya dengan

metode perhitungan lainnya

dalam pemodelan molekul

METODE KORELASI ELEKTRON 7.1 Pendahuluan 7.2 Metode Interaksi

Konfigurasi (Configuration Interaction, CI)

7.3 Teori Perturbasi Møller-Plesset

7.4 MCSCF dan CASSCF 7.5 Teknik Pemodelan

Sistem Kompleks

METODE DENSITY FUNCTIONAL

THEORY

8.1 Dasar Konsep DFT

8.2 DFT Spin terpolarkan

8.3 Hasil dan Aplikasi DFT

Diskusi tugas

sebelumnya,

Ceramah, tanya

jawab

Diskusi tugas

sebelumnya,

Ceramah, tanya

jawab

160

menit

160

menit

Keaktifan

diskusi,

Nilai Tugas

terstruktur

Keaktifan

diskusi,

Nilai Tugas

terstruktur

Tingkat

partisipasi

dalam

diskusi,

nilai tugas

terstruktur

Tingkat

partisipasi

dalam

diskusi,

nilai tugas

terstruktur

1

1

8 Setelah mengikuti matakuliah ini, mahasiswa akan dapat memberikan contoh penggunaan pemodelan molekul dalam menentukan hubungan struktur dan aktifitas obat dengan sifat

HUBUNGAN KUANTITATIF STRUKTUR DAN AKTIVITAS 8.1 Pendahuluan 8.2 Konsep Statistik 8.3 Pendekatan untuk

Membuat QSAR 8.4 Menggunakan

Diskusi tugas

sebelumnya,

Ceramah, tanya

jawab

160

menit

Keaktifan

diskusi,

Nilai Tugas

terstruktur

Tingkat

partisipasi

dalam

diskusi,

nilai tugas

1






No. Revisi 03

Hal 1 dari2


6

suatu senyawa Diskriptor Teoritis dalam QSAR dan LFER

terstruktur

9 MID SEMESTER 2

10 Setelah mengikuti matakuliah ini, mahasiswa akan dapat menjelaskan kemampuan perangkat lunak HyperChem sebagai salah satu perangkat lunak pemodelan molekul

PROGRAM KIMIA KOMPUTASI HYPERCHEM 10.1 Kemampuan

Hyperchem 10.2 Hasil Perhitungan

dengan HyperChem 10.3 Metode Kimia

Komputasi 10.4 Optimasi Struktur

Molekul 10.5 Praktek Penggunaan

Hyperchem

Diskusi tugas

sebelumnya,

Ceramah, tanya

jawab

160

menit

Keaktifan

diskusi,

Nilai Tugas

terstruktur

Tingkat

partisipasi

dalam

diskusi,

nilai tugas

terstruktur

1

11, 12, 13

Setelah mengikuti matakuliah ini, mahasiswa akan dapat menjalankan perangkat lunak kimia komputasiHyperchem untuk perhitungan sifat senyawa sederhana

PRAKTIKUM PEMODELAN

MOLEKUL SEDERHANA

MENGGUNAKAN

HYPERCHEM

11.1 Analisis Sikloheksana

11.2 Stabilitas Karbokation

dan Hiperkonjugasi

11.3 Konformasi 1,3-

Butadiena

11.4 Substitusi Aromatik

Elektrofilik

Praktikum dan

diskusi

3 x 160

menit

Keaktifan

diskusi,

Kualitas

kinerja

praktikum

dan laporan

hasil

praktikum

Tingkat

partisipasi

dalam

diskusi,

Nilai

kualitas

kinerja

praktikum

dan

laporan

hasil

2






No. Revisi 03

Hal 1 dari2


7

11.5 Kesetimbangan Keto-

Enol

11.6 Dehidrasi 1-Butanol

dan Stabilitas Relatif

dari Alkena

11.7 Diskusi hasil

praktikum

14 Setelah mengikuti matakuliah ini, mahasiswa akan dapat menjelaskan kemampuan perangkat lunakGaussian sebagai salah satu perangkat lunak pemodelan molekul

PROGRAM KIMIA KOMPUTASI GAUSSIAN 12.1 Kemampuan

Gaussian 12.2 Hasil Perhitungan

dengan Gaussian 12.3 Metode Kimia

Komputasi 12.4 Optimasi Struktur

Molekul 12.5 Praktek Penggunaan

Gaussian

Diskusi tugas

sebelumnya,

Ceramah, tanya

jawab

160

menit

Keaktifan

diskusi,

Nilai Tugas

terstruktur

Tingkat

partisipasi

dalam

diskusi,

nilai tugas

terstruktur

1

15, 16 Setelah mengikuti matakuliah ini, mahasiswa akan dapat menjalankan perangkat lunak kimia komputasi Gaussian untuk perhitungan sifat senyawa sederhana

PRAKTIKUM PEMODELAN

MOLEKUL SEDERHANA

MENGGUNAKAN

GAUSSIAN

13.1 Praktikum 1

13.2 Praktikum 2

13.3 Praktikum 3

Praktikum dan

diskusi

2 x 160

menit

Keaktifan

diskusi,

Kualitas

kinerja

praktikum

dan laporan

hasil

praktikum

Tingkat

partisipasi

dalam

diskusi,

Nilai

kualitas

kinerja

praktikum

2






No. Revisi 03

Hal 1 dari2


8

13.4 Praktikum 4

13.5 Praktikum 5

13.6 Praktikum 6

13.7 Diskusi hasil

dan

laporan

hasil

praktikum

Daftar Referensi: 1. Harno Dwi Pranowo, 2011, Pengantar Kimia Komputasi, Bandung: CV. Lubuk Agung. 2. Frank Jensen, 1999, Introduction to Computational Chemistry, England: John Wiley & Sons Ltd. 3. Anonim, 2002, Hyperchem Manual, Hypercube, Inc. 4. James B. Foresman & Ellen Frisch, 1996, Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods, Pttsburg: Gaussian, Inc. 5. Kasmui, 2013, Diktat Panduan Praktek Hyperchem dan Gaussian






No. Revisi 03

Hal 1 dari2


9

Tugas mahasiswa dan penilaiannya

1. Tugas

Minggu

ke Bahan Kajian/Matari Pembelajaran Tugas Waktu Penilaian Indikator Bobot

1 PENGANTAR PERKULIAHAN 1.1 Pengantar Perkuliahan secara

umum 1.2 Referensi Materi Perkuliahan 1.3 Software Praktikum Kimia

Komputasi

Mandiri Memiliki bahan ajar dan software yang diberi daari dosen

Terstruktur

2

MATERI PENGANTAR 2.1 Pengertian Pemodelan

Molekul 2.2 Ruang Lingkup Kimia

Komputasi 2.3 Bagaimana Melakukan

Penelitian Di Bidang Kimia Komputasi ?

Mandiri Mempelajari bab 1 dari buku Harno DP.

60

Terstruktur Review jurnal internasional terkait penelitian kimia komputasi

120 Pemahaman isi jurnal

Ketepatan analisis review jurnal

3

METODE KIMIA KOMPUTASI 3.1 Perbandingan Metode Kimia

Komputasi 3.2 Persamaan Schrödinger 3.3 Penyelesaian Persamaan

Schrödinger Elektronik Hartree-Fock. Teori Self-Consistent Field(SCF)

3.4 Sifat yang Diturunkan dari Fungsi Gelombang

Mandiri Membaca bab 2 Harno DP 60 Terstruktur Menjawab soal akhir bab 2

buku Harno DP Memasang software kimia komputasi di laptop masing-masing dan menjalankannya untuk pengenalan software

120 Jawaban soal

Ketepatan jawaban

4 METODE MEKANIKA MOLEKUL Mandiri Membaca bab 3 buku 60






No. Revisi 03

Hal 1 dari2


10

4.1 Pengertian Mekanika Molekular 4.2 Anatomi Mekanika Molekular 4.3 Optimisasi dalam MM 4.4 Jenis Medan Gaya

Harno DP Terstruktur Menjawab soal akhir bab 3

buku Harno DP Mulai menjalankan software untuk metode komputasu mekanika molekuler untuk menjawab soal

120 Jawaban soal

Ketepatan jawaban sesuai hasil software

5 METODE AB INITIO 5.1 Pendahuluan 5.2 Teori Ab Initio 5.3 Himpunan Basis 5.4 Perhitungan Energi 5.5 Kualitas Hasil Perhitungan Ab

Initio

Mandiri Membaca bab 4 buku Harno DP

60

Terstruktur Menjawab soal akhir bab 4 buku Harno DP Mulai menjalankan software untuk metode komputasu ab initio untuk menjawab soal

120 Jawaban soal


6 METODE SEMIEMPIRIS 6.1 Pendahuluan 6.2 Complete Neglect of Differential

Overlap (CNDO, Pople 1965) Juga Dikenal dengan ZDO (Zero Differential Overlap)

6.3 Intermediate Neglect of Differential OverLap (INDO, Pople 1967)

6.4 Modified Intermediate Neglect of Differential Overlap (MINDO/3 Dewar, 1975)

6.5 Neglect of Diatomic Differential Overlap(NDDO, Pople 1965)

6.6 Modified Neglect Of Diatomic Overlap(MNDO)

6.7 Austin Model 1 (AM1) 6.8 Parameterized Model 3 (PM3)


60

Terstruktur Menjawab soal akhir bab 5 buku Harno DP Mulai menjalankan software untuk metode komputasu semi empiris untuk menjawab soal

120 Jawaban soal







No. Revisi 03

Hal 1 dari2


11

6.9 Kualitas dari Hasil Semiempiris

7 METODE KORELASI ELEKTRON 7.1 Pendahuluan 7.2 Metode Interaksi Konfigurasi

(Configuration Interaction, CI) 7.3 Teori Perturbasi Møller-Plesset 7.4 MCSCF dan CASSCF 7.5 Teknik Pemodelan Sistem

Kompleks

METODE DENSITY FUNCTIONAL

THEORY

8.1 Dasar Konsep DFT

8.2 DFT Spin terpolarkan

8.3 Hasil dan Aplikasi DFT


60

Terstruktur Menjawab soal akhir bab 6 & 7 buku Harno DP Mulai menjalankan software untuk metode komputasu korelasi elektron dan DFT untuk menjawab soal

120 Jawaban soal


9 HUBUNGAN KUANTITATIF STRUKTUR DAN AKTIVITAS 9.1 Pendahuluan 9.2 Konsep Statistik 9.3 Pendekatan untuk Membuat

QSAR 9.4 Menggunakan Diskriptor Teoritis

dalam QSAR dan LFER


60

Terstruktur Menjawab soal akhir bab 8 buku Harno DP Mulai menjalankan software untuk memahami HKSA

120 Jawaban soal


10

PROGRAM KIMIA KOMPUTASI HYPERCHEM

10.1 Kemampuan Hyperchem 10.2 Hasil Perhitungan dengan

HyperChem 10.3 Metode Kimia Komputasi


60

Terstruktur Menjawab soal akhir bab 9 buku Harno DP Mulai menjalankan software Hyperchem

120 Jawaban soal







No. Revisi 03

Hal 1 dari2


12

10.4 Optimasi Struktur Molekul 10.5 Praktek Penggunaan Hyperchem

11 dan 12

PRAKTIKUM PEMODELAN MOLEKUL

SEDERHANA MENGGUNAKAN

HYPERCHEM

11.1 Analisis Sikloheksana

11.2 Stabilitas Karbokation dan

Hiperkonjugasi

11.3 Konformasi 1,3-Butadiena

11.4 Substitusi Aromatik Elektrofilik

11.5 Kesetimbangan Keto-Enol

11.6 Dehidrasi 1-Butanol dan

Stabilitas Relatif dari Alkena

11.7 Diskusi hasil

Mandiri Memahami materi panduan menjalankan hyperchem

60

Terstruktur Mengerjakan praktikum menggunakan Hyperchem

120 Hasil analisis output software

Ketepatan analisis hasil praktikum

13

PROGRAM KIMIA KOMPUTASI GAUSSIAN 12.1 Kemampuan Gaussian 12.2 Hasil Perhitungan dengan

Gaussian 12.3 Metode Kimia Komputasi 12.4 Optimasi Struktur Molekul 12.5 Praktek Penggunaan Gaussian

Mandiri Memahami materi panduan menjalankan software Gaussian

60

Terstruktur Mulai menjalankan software Gaussian

120 Hasil analisis output software

Ketepatan analisis hasil praktikum

14 dan 15

PRAKTIKUM PEMODELAN

MOLEKUL SEDERHANA

Mandiri Memahami menu dan fitur software Gaussian

60

Terstruktur Mengerjakan praktikum menggunakan software

120 Hasil analisis

Ketepatan analisis






No. Revisi 03

Hal 1 dari2


13

MENGGUNAKAN GAUSSIAN

13.1 Praktikum 1

13.2 Praktikum 2

13.3 Praktikum 3

13.4 Praktikum 4

13.5 Praktikum 5

13.6 Praktikum 6

13.7 Diskusi hasil

Gaussian output software

hasil praktikum

Jenis tugas yang diberikan dapat dalam bentuk: Book Review, Analisis Jurnal, Riset Kecil, Projek, Observasi lapangan, Menulis makalah, Latihan Sifat Tugas mandiri atau kelompok Untuk matakuliah laboratorium/bengkel dan lapangan tidak ada tugas mandiri dan tugas terstruktur. 2. Penilaian a) Aspek Penilaian

(1) Sikap : cara menyampaikan pendapat dalam diskusi, tanggungjawab dalam menyelesaikan tugas, peduli keamanan lingkungan . (2) Pengetahuan: penguasaan materi yang ditunjukkan dalam ujian tengah semester dan ujian akhir semester (3) Keterampilan: kreatifitas membuat ppt dan menggunakan program kimia komputasi.

b) Bobot Penilaian (1) Bobot Nilai Harian (NH) nilai tugas terstruktur (2) Bobot Nilai Ujian Tengah Semester (UTS) (3) Bobot Nilai Ujian Akhir Semester (UAS) (4) Nilai Akhir






No. Revisi 03

Hal 1 dari2


14

Nilai Akhir = 2 NH + 2 UTS + 3 UAS Semarang, 22 Februari 2018

Mengetahui Dosen Pengampu/ Ketua Program Studi Penanggungjawab MK

Dr. Jumaeri, M.Si Drs. Kasmui, M.Si

rencana pembelajaran semester -...

Documents