Kimia dalam Program Studi Ilmu Komputer

Assalamualaikum halo para pembaca sekalian!

Setelah sekian lama baru mulai nulis di blog lagi..

Pada kesempatan kali ini saya akan membahas materi kimia yang berhubungan dengan program studi yang akan saya jalankan saat kuliah nanti yaitu Program Studi Ilmu Komputer.

Blog ini dibuat berdasarkan penugasan pengayaan dari Ibu Fika Rakhmalinda, S.Pd selaku guru kimia kelas 12 tahun ajaran 2021/2022 SMA Negeri 14 Bekasi.

Bicara tentang ilmu kimia yang berhubungan dengan ilmu komputer, ada yang dinamakan dengan ilmu Kimia Komputasi.

Kimia Komputasi

Kimia komputasi yaitu cabang kimia yang memakai hasil kimia teori yang diartikan ke dalam program komputer untuk menghitung sifat-sifat molekul dan perubahannya maupun memainkan simulasi terhadap sistem-sistem akbar (makromolekul seperti protein atau sistem banyak molekul seperti gas, air, padatan, dan kristal cair), dan menerapkan program tersebut pada sistem kimia nyata. Contoh sifat-sifat molekul yang dihitung ditengahnya 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 akbar bisa mencakup kajian konformasi molekul dan perubahannya (mis. ronde denaturasi protein), perubahan fase, serta peramalan sifat-sifat makroskopik (seperti kalor jenis) berdasarkan perilaku di tingkat atom dan molekul. Istilah kimia komputasi kadang-kadang dipergunakan juga untuk bidang-bidang tumpang-tindah selang ilmu komputer dan kimia.

Istilah kimia teori mampu dirumuskan sebagai deskripsi matematika untuk kimia, sedangkan kimia komputasi kebanyakan dipergunakan ketika kegiatan matematika dikembangkan dengan cukup adil untuk mampu dipergunakan dalam program komputer. Perlu dicatat bahwa kata "tepat" atau "sempurna" tidak muncul di sini, karena sedikit sekali bagian kimia yang mampu dihitung secara tepat. Nyaris semua bagian kimia mampu digambarkan dalam skema komputasi kualitatif atau kuantitatif hampiran.

Molekul terdiri atas inti dan elektron, sehingga diperlukan kegiatan mekanika kuantum. Kimiawan komputasi sering berupaya memecahkan persamaan Schrödinger non-relativistik, dengan penambahan koreksi relativistik, walaupun beberapa perkembangan telah diterapkan untuk memecahkan persamaan Schrödinger yang sepenuhnya relativistik. Pada prinsipnya persamaan Schrödinger mungkin diselesaikan, adil dalam wujud 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 akbar kegiatan hampiran dikembangkan untuk sampai kompromi terbaik selang 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” memakai program komputer dan metodologi yang mempunyai dan menerapkannya untuk permasalahan kimia tertentu. Di selang beberapa akbar waktu yang dipergunakan untuk hal tersebut, kimiawan komputasi juga mampu terlibat dalam pengembangan algoritma baru, maupun pemilihan teori kimia yang sesuai, agar diperoleh ronde komputasi yang paling efisien dan akurat.

Terdapat beberapa pendekatan yang mampu dilakukan:

• Kajian komputasi mampu diterapkan untuk menemukan titik awal untuk sintesis dalam laboratorium.
• Kajian komputasi mampu dipergunakan untuk menjelajahi mekanisme reaksi dan menjelaskan pengamatan pada reaksi di laboratorium.
• Kajian komputasi mampu dipergunakan untuk memahami sifat dan perubahan pada sistem makroskopis melewati simulasi yang berdasarkan hukum-hukum interaksi yang mempunyai dalam sistem.

Terdapat beberapa bagian utama dalam topik ini, selang lain:

• Penyajian komputasi atom dan molekul
• Pendekatan dalam penyimpanan dan pencarian spesi kimia (Basisdata kimia)
• Pendekatan dalam penentuan pola dan hubungan selang 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 ronde transisi fase
• Simulasi sifat-sifat bahan seperti polimer, logam, dan kristal (termasuk kristal cair).

Program yang dipergunakan dalam kimia komputasi didasarkan pada bermacam kegiatan kimia-kuantum yang memecahkan persamaan Schrödinger untuk molekul, maupun pendekatan fisika klasik (mekanika molekul) untuk simulasi sistem yang akbar. Kegiatan kimia-kuantum yang tidak mencakup parameter empiris dan semi-empiris dalam persamaannya dinamakan kegiatan ab-initio. Jenis-jenis kegiatan 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 adalah beberapa besaran yang mampu 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 bermacam kegiatan kimia-kuantum. Di selang yang lapang dipergunakan 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

Kurang lebih seperti inilah gambaran ilmu kimia yang mungkin berhubungan atau dapat digunakan pada program studi ilmu komputer. Kimia tidak selalu terkait dengan kehidupan-kehidupan atau biokimia. Kimia juga dapat berkaitan dengan teknologi seperti komputer seperti pada penjelasan di atas.

Mungkin itu saja penjelasan yang dapat dijabarkan, semoga bermanfaat untuk kita semua.

Terimakasih

Sumber: https://p2k.itbu.ac.id/id3/3064-2950/Kimia-Komputasi_28632_itbu_p2k-itbu.html

Follow us:

Instagram: @raihanalghani04