Senin, 09 Januari 2012

ISTILAH DALAM KIMIA KOMPUTASI

©      Ab Initio

Istilah “Ab initio” adalah bahasa latin untuk “dari awal”. Nama ini diberikan kepada perhitungan yang berasal langsung dari prinsip-prinsip teoritis, tanpa masuknya data eksperimen. Sebagian besar saat ini adalah mengacu ke perhitungan perkiraan kuantum mekanik. Perkiraan yang dibuat biasanya perkiraan matematika, seperti menggunakan bentuk fungsional sederhana untuk fungsi atau mendapatkan solusi perkiraan untuk sebuah persamaan diferensial.

©      Semiempirical

Semiempirical perhitungan ditetapkan dengan struktur umum yang sama sebagai perhitungan HF. Dalam kerangka ini, potongan informasi tertentu, seperti dua integral elektron, yang didekati atau sama sekali dihilangkan. Dalam rangka untuk mengoreksi kesalahan diperkenalkan dengan menghilangkan bagian dari perhitungan, metode ini parameter, dengan melakukan suaian kurva dalam beberapa parameter atau nomor, untuk memberikan kesepakatan yang terbaik dengan data eksperimen.Sisi baik dari perhitungan semiempirical adalah bahwa mereka jauh lebih cepat daripada perhitungan ab initio.

©      Pemodelan solid state

Struktur elektronik dari kristal tak terbatas didefinisikan oleh struktur plot band, yang memberikan energi orbital elektron untuk setiap titik di k-ruang, yang disebut zona Brillouin. Sejak ab initio dan perhitungan semiempirical hasil energi orbital, mereka dapat diterapkan untuk band perhitungan struktur. Namun, jika memakan waktu untuk menghitung energi untuk molekul, itu bahkan lebih memakan waktu untuk menghitung energi untuk daftar poin di zona Brillouin.

©      Mekanika molekul

Jika molekul terlalu besar untuk secara efektif menggunakan pengobatan semiempirical, masih mungkin untuk model perilaku itu dengan menghindari mekanika kuantum benar-benar. Metode disebut sebagai mekanika molekul membentuk ekspresi aljabar sederhana untuk energi total senyawa, tanpa keharusan untuk menghitung fungsi gelombang atau kepadatan total elektron. Ekspresi energi terdiri dari persamaan klasik sederhana, seperti persamaan osilator harmonik dalam rangka untuk menggambarkan energi yang berkaitan dengan ikatan peregangan, membungkuk, rotasi dan gaya antarmolekul, seperti interaksi van der Waals dan ikatan hidrogen. Semua konstanta dalam persamaan ini harus diperoleh dari data percobaan atau perhitungan ab initio.

©      Dinamika molekul

Dinamika molekul terdiri dari memeriksa perilaku tergantung waktu dari molekul, seperti gerak getaran atau gerak Brown. Hal ini paling sering dilakukan dalam sebuah tulisan mekanik klasik mirip dengan perhitungan mekanika molekul. Penerapan dinamika molekuler untuk pelarut / sistem terlarut memungkinkan perhitungan properti seperti koefisien difusi atau fungsi distribusi radial untuk digunakan dalam perawatan mekanik statistik. Biasanya skema perhitungan pelarut / zat terlarut adalah bahwa jumlah molekul (mungkin 1000) diberikan beberapa posisi awal dan kecepatan. posisi baru menghitung waktu kecil kemudian berdasarkan gerakan ini dan proses ini itterated untuk ribuan langkah untuk membawa sistem untuk keseimbangan dan memberikan gambaran statistik yang baik dari fungsi distribusi radial.

©      Termodinamika

Termodinamika adalah salah satu deskripsi paling baik dikembangkan kimia matematika. Sangat sering setiap pengobatan termodinamika yang tersisa untuk pena dan kertas kerja sepele karena banyak aspek kimia begitu akurat digambarkan dengan ekspresi matematika yang sangat sederhana.

©      Struktur-Properti Hubungan

Struktur-properti hubungan yang kualitatif atau kuantitatif didefinisikan secara empiris hubungan antara struktur molekul dan sifat diamati. Dalam beberapa kasus ini mungkin tampak duplikat hasil mekanik statistik, namun sistem struktur-properti hubungan tidak perlu didasarkan pada prinsip-prinsip teoritis ketat.
Kasus yang paling sederhana hubungan struktur-properti aturan jempol kualitatif. Misalnya, kimia polimer yang berpengalaman mungkin dapat memprediksi apakah polimer akan halus atau rapuh berdasarkan geometri dan ikatan monomer.

©      Perhitungan Simbolik

perhitungan simbolik dilakukan bila sistem yang terlalu besar untuk sebuah deskripsi atom-by-atom masih layak pada setiap tingkat pendekatan. Sebuah contoh mungkin gambaran membran dengan menjelaskan lipid individu sebagai perwakilan beberapa poligon dengan beberapa ekspresi untuk energi interaksi. Pengobatan semacam ini digunakan untuk biokimia komputasi dan bahkan mikrobiologi.

©      Kecerdasan Buatan

Teknik diciptakan oleh ilmuwan komputer tertarik dalam kecerdasan buatan telah diterapkan sebagian besar berupa rancangan obat dalam beberapa tahun terakhir. Metode ini juga pergi dengan nama De Novo atau desain obat rasional. Skenario umum adalah bahwa beberapa situs fungsional telah diidentifikasi dan diinginkan untuk datang dengan struktur molekul yang akan berinteraksi dengan situs bahwa untuk menghalangi fungsi itu. Daripada memiliki seorang ahli kimia mencoba ratusan atau ribuan kemungkinan dengan program mekanika molekul, mekanika molekul dibangun ke dalam program kecerdasan buatan, yang mencoba jumlah besar “masuk akal” kemungkinan dalam fasion otomatis. Jumlah teknik untuk menggambarkan “cerdas” bagian dari operasi ini begitu beragam yang tidak mungkin untuk membuat generalisasi tentang bagaimana hal ini diimplementasikan dalam program.

©      Visualisasi

visualisasi data adalah proses menampilkan informasi dalam jenis representasi piktorial atau grafis. Sejumlah program komputer yang sekarang tersedia untuk menerapkan skema pewarnaan data atau bekerja dengan tiga dimensi representasi.

©      Mekanika Statistika

Mekanika statistika adalah cara matematika untuk mengekstrapolasi sifat termodinamika dari materi secara keseluruhan (bulk) berpijak pada gambaran molekular dari materi. Banyak mekanika statistik masih dalam tataran metoda kertas dan pensil, karena ahli mekanika kuantum belum dapat menyelesaikan persamaan Schroedinger secara eksak hingga sekarang sehingga ahli mekanika statistik tidak mempunyai titik awal untuk mengembangkan metoda penyelesaiannya. Perhitungan mekanika statistika sering dilakukan pada akhir perhitungan ab initio terhadap sifat fasa gas. Untuk sifat fasa terkondensasi, sering perhitungan dinamika molecular diperlukan dalam rangka melakukan eksperimen komputasi. Salah satu metoda mekanika statistika yang banyak digunakan dalam kimia komputasi adalah Monte Carlo. Dengan metoda Monte Carlo, kita dapat mendapatkan gambaran tentang struktur dan energi dalam keseimbangan, tetapi tidak dapat memberikan gambaran dinamika atau sifatyang bergantung pada waktu.

©      Orbital Gaussian atau Gaussian type orbitals (GTOs)
adalah fungsi matematika yang menyatakan orbital atomdalam perhitungan orbital molekul. Orbital Gaussian dipilih mengingat kemiripan bentuk fungsi yang dimilikinya dengan fungsiorbital atom. Sebagai perbandingan Fungsi orbital atom.

©      Statistika
            adalah ilmu yang mempelajari bagaimana merencanakan, mengumpulkan, menganalisis, menginterpretasi, dan mempresentasikan data. Singkatnya, statistika adalah ilmu yang berkenaan dengan data. Istilah ‘statistika’ (bahasa Inggris: statistics) berbeda dengan ‘statistik’ (statistic). Statistika merupakan ilmu yang berkenaan dengan data, sedang statistik adalah data, informasi, atau hasil penerapan algoritma statistika pada suatu data.

©      Komputasi paralel
adalah salah satu teknik melakukan komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer independen secara bersamaan. Ini umumnya diperlukan saat kapasitas yang diperlukan sangat besar, baik karena harus mengolah data dalam jumlah besar (di industri keuangan, bioinformatika, dll) ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak. Kasus kedua umum ditemui di kalkulasi numerik untuk menyelesaikan persamaan matematis di bidang fisika (fisika komputasi), kimia (kimia komputasi) dll.

©      GAMESS atau General Atomic And Molecular Electronic Structure System
Adalah perangkat lunak untuk perhitungan kimia kuatum yang dikembangkan dibawah UK.

©      Molecular docking
merupakan suatu teknik yang digunakan untuk mempelajari interaksi yang terjadi dari suatu kompleks molekul. Molecular docking dapat memprediksikan orientasi dari suatu molekul ke molekul yang lain ketika berikatan membentuk kompleks yang stabil. (Funkhouser, 2007).
©      OV (Orbital Viewer)
adalah perangkat lunak gratis untuk menggambarkan orbital atom dan molekul, membuat animasi maupun untuk melihat penampang lintang (struktur dalam) orbital. Dapat pula dibuat gambar 3D (yang dapat dilihat dengan kacamata 3D sperti yang digunakan untuk melihat sinetron 3D.

©      BS (Balls & Sticks)
adalah perangkat lunak gratis untuk menggambarkan struktur kimia, terutama kristal, dalam 3D dan dapat menghasilkan gambar bitmap yang dapat disalin ke clipboard dan ditempelkan (paste) di dokumen pengolah kata (Word misalnya).

©      Molecular Operating Environment (MOE)
dikembangkan Chemical Computing Group(www.chemcomp.com). MOE selain menawarkan fasilitas yang cukup lengkap juga user-friendly sehingga cocok digunakan dalam pembelajaran. Hanya saja aplikasi kimia komputasi yang user-friendly biasanya mahal sehingga alasan efisiensi biaya tidak lagi relevan.
©      kimia teori
didefinikan sebagai diskripsi secara matematika dari ilmu kimia. Istilah kimia komputasi selalu digunakan jika metoda matematika disusun agar dapat dijalankan secara otomatis oleh komputer.


Ruang Lingkup Kimia Komputasi

Ruang lingkup kimia komputasi mencakup berbagai bidang antara lain:

a. Dinamika Molekuler

Dinamika molekuler mengandung pengujian terhadap perilaku molekul atau sistem kimia sebagai fungsi waktu, seperti geraka vibrasional atau gerakan Brownian, hal ini sering dikerjakan dengan penjelasan mekanika klasik yang hampir sama dengan perhitungan mekanika molekular.

Penerapan dinamika molekular pada sistem pelarut/zat terlarut memungkinkan dilakukannya perhitungan sifat sistem seperti koefisien difusi atau fungsi distribusi radial untuk digunakan dalam perhitungan mekanika statistik. Pada umumnya skema perhitungan pelarut/zat terlarut dimulai dengan sistem yang terdiri dari sejumlah molekul dengan posisi dan kecepatan awal. Energi dari posisi yang baru dihitung relati terhadap posisi sebelumnya untuk perubahan waktu yang kecil dan proses ini berinterasi salam ribuan langkah sedemikian hingga sistem dapat dianalisis dengan cara pengambilan sampel dari sistem yang telah mencapai keseimbangan.

Dalam rangka menganalisis vibrasi molekul tunggal data energi ditransformasikan secara Fourir ke dalam domain frekuensi. Puncak vibrasi yang diberikan dapat dipilih dan ditransformasikan ke dalam domain waktu, sehingga dapat dilihat gerakan apa yang menyebabkan frekuensi vibarasi tersebut.

Metode dinamika molekular merupakan metode simulasi yang sangat berguna dalam mempelajari sistem molekular seperti molekul organik dalam larutan dan senyawa makromolekul dalam proses metabolisme. Metode ini memungkinkan penggambaran struktur, sifat termodinamika dan sifat dinamis dari sistem pada fasa terkondensasi. Bagian pokok dari metodologi simulasi adalah tersedianya fungsi energi potensial yang akurat untuk memodelkan sifat dari sistem yang dikaji. Fungsi energi potensial dapat disusun melalui metode mekanika kuantum Quantum mechanic, QM atau mekanika molekular Molecular Mechanic, MM. Permasalahan yang muncul adalah QM hanya dapat digunakan untuk sistem sederhana dengan beberapa puluh satuan massa mengingat bahwa perhitungan QM memerlukan waktu yang lama sedangkan metode MM tidak cukup teliti, untuk mengatasi permasalahan ini, dikembangkan suatu metode hibridisasi yang dikenal dengan nama QM/MM, yaitu bagian yang penting dari sistem yang dikaji dihitung dengan metode QM, sedangkan bagian sistem yang tidak harus dijelaskan secara detail dihitung dengan metode MM. Metode QM/MM banyak digunakan dalam simulasi reaksi katalitik enzimatik. Proses kimia dalam larutan dan docking suatu protein dalam reseptor.

b. Mekanika Statistik

Mekanika statistik adalah cara matematika untuk mengekstrapolasi sifat termodinamika dari materi secara keseluruhan (bukti) berpijak pada gambaran molekular dalam tataran metode kertas dan pensil, karena ahli mekanika kuantum belum dapat menyelesaikan persamaan Schroedinger secara eksak hingga sekarang sehingga ahli mekanika statistik tidak mempunyai titik awal untuk mengembangkan metode penyelesaiannya. Perhitungan mekanika statistika sering dilakukan pada akhir perhitungan ab initio terhadap sifat fasa gas. Untuk sifat terkondensasi, sering perhitungan dinamika molekular diperlukan dalam rangka melakukan eksperimen komputasi.

Salah satu metode mekanika statistika yang banyak digunakan dalam kimia komputasi adalah Monte Carlo, dengan metode Monte Carlo, kita dapat mendapatkan gambaran tentang struktur dan energi dalam keseimbangan, tetapi tidak dapat memberikan gambaran dinamika atau sifat yang bergantung pada waktu.

c. Pemodelan keadaan padat

Struktur elektronik dari kristal didefinisikan oleh plot struktur pita bond structure plot, yang memberikan energi dari orbital molekul pada setiap titik dalam ruang, yang dikenal dengan nama daerah Bruillion Bruillion zone. Perhitungan ab initio dan semiempiris menghasilkan energi orbital, sehingga mereka dapat diterapkan pada perhitungan struktur pita, jika perhitungan energi molekul memerlukan waktu yang lama, maka diperlukan waktu yang jauh lebih besar untuk menghitung energi setiap titik dalam daerah Bruillion.

Perhitungan struktur pita telah dilakukan untuk sistem yang sangat komplek, namun demikian perangkat lunak belum cukup secara otomatis dan belum terlampau cepat untuk menyelesaikan kasus-kasus struktur pita.

d. Termodinamika

Termodinamika adalah salah satu dari sekian banyak penjelasan kimia matematis yang telah dibangun, sering kali perlakuan termodinamika didapatkan dengan kerja kertas dan pensil karena banyak aspek kimia dapat dijelaskan secara akurat dengan pernyataan matematika yang sederhana. Perhitungan kimia komputasi akan dapat membantu penyelesaian perhitungan besaran termodinamika, terutama akan sangat berguna jika kita berhadapan dengan molekul-molekul besar.

Refrensi:
Harno D Pranowo

kimia komputasi menurut dendi

bagi saya program kimia komputasi sangat membantu apalagi dalam penilitian apa lagidalam membantu saya memahami pelajaran mata kuliah organik.

Kimia komputasi adalah cabang kimia yang menggunakan hasilkimia teori yang diterjemahkan ke dalam program komputer untuk menghitung sifat-sifat molekul dan perubahannya maupun melakukan simulasi terhadap sistem-sistem besar (makromolekul seperti protein atau sistem banyak molekul seperti gas, cairan, padatan, dan kristal cair), dan menerapkan program tersebut pada sistem kimia nyata. Contoh sifat-sifat molekul yang dihitung antara lain 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 besar bisa mencakup kajian konformasi molekul dan perubahannya (mis. proses denaturasi protein), perubahan fasa, serta peramalan sifat-sifat makroskopik (seperti kalor jenis) berdasarkan perilaku di tingkat atom dan molekul. Istilah kimia komputasi kadang-kadang digunakan juga untuk bidang-bidang tumpang-tindah antara ilmu komputer dan kimia.
Menurut saya, dengan adanya kimia komputasi atau komputasi didalam kimia adalah sesuatu yang sangat berguna untuk mahasiswa kimia khususnya, karena dapat mempermudah mahasiswa dalam melakukan penelitian kelak. Kemajuan zaman yang semakin berkembang saat ini menuntut mahasiswa untuk memiliki keterampilan lebih, terutama pada bidang teknologi dalam menjalankan suatu program komputer. Disinilah peranan kimia komputasi sangat-sangat berperan, salah satu contohnya adalah mahasiswa dengan mudahnya dapat mengidentifikasi suatu senyawa yang berada didalam suatu tanaman dan bisa mengetahui apakah tanaman tersebut bisa dijadikan suatu obat atau tidak dengan mengetahui senyawa-senyawa yang berada didalamnya. Hal ini sangat-sangat menakjubkan sekali, bayangkan saja jika semua penyakit bisa ditemukan obat-obatnya. Oleh karena itu, kimia komputasi harus terus dinamis mengikuti perkembangan zaman karena sangat berguna bagi orang banyak.

Software Kimia -MOLDEN

Molden adalah software kimia alternatif dalam Linux yang merupakan program pengolahan molekul dan struktur umum.


Molden adalah paket untuk menampilkan kepadatan molekul dari ab initio GAMESS-inggris, GAMESS-As dan Gaussian dan semi empiris paket Mopac / Ampac. Molden juga mendukung sejumlah program lainnya melalui Format Molden. Molden membaca semua informasi yang diperlukan dari GAMESS / Gaussian outputfile. Molden mampu menampilkan orbital molekul, kepadatan electron dan kepadatan molecular minus densitas atom.



Molden mendukung plot 3-d grid dengan garis tersembunyi dan kombinasi keduanya. Dapat menulis berbagai instruktur grafis; postscript, XWindows, VRML, povray, OpenGL, tekronix4014, HPGL, hp2392 dan Gambar. Kedua Windows dan versi OpenGL dari Molden juga mampu mengimpor dan menampilkan chemx, PDB, dan berbagai mopac / ampac file dan format lainnya. Molden juga dapat menghidupkan jalur reaksi dan getaran molekul. Molden juga dilengkapi dengan program yang berdiri sendiri forcefield ambfor, yang dapat mengoptimalkan geometri dengan Amber gabungan (protein, medan gaya Gaff (molekul kecil).

Molden hampir sama dengan Jmol, fungsinya adalah untuk menampilkan dalam bentuk 3D. Molden sangat powerful terutama dengan z-matrik editornya. Saat ini molden didistribusikan untuk keperluan akademik. Molden dapat digunakan untuk memvisualisasi hasil perhitungan dari GAUSSIAN. Molden dapat di download di ftp://ftp.cmbi.ru.nl/pub/molgraph/molden/molden5.0.tar.gz. Untuk meng-compile molden ada beberapa paket program yang harus diinstall terlebih dahulu. Bagi para pengguna setia Debian dan turunannya seperti Ubuntu dapat menggunakan perintah apt-get install untuk menginstall program-program berikut ini : gfortran libX11-6 libX11-dev libgl1-mesa-glx libgl1-mesa-dev build-essential mesa-common-dev libglu1-mesa-dev libxmu-dev makedpend xutils-dev wget. Selanjutnya tinggal mengekstrak folder molden lalu edit makefile, samakan dengan platform komputer yang kita gunakan. Terakhir compile dengan perintah make. Jika proses ini berhasil akan ada file ekskusi molden, gmolden, ambfor dan surf.


sumber : http://en.wikipedia.org/wiki/Molden , http://www.cmbi.ru.nl/molden/ ,http://neax502.wordpress.com/2011/06/08/software-kimia-alternatif-di-gnulinux/
http://chittaputri.blogspot.com/2011/12/molden.html

Cara membuat Linux ChemPup dengan USB

Mungkin dari kalian masih ada yang belum mengerti bagaimana membuat Linux tanpa mengubah OS dari komputer.
Disini saya akan menjelaskan bagaimana cara membuat Linux tanpa mengganti OS, caranya cukup simple hanya menggunakan USB. Jadi fungsi USB ini berfungsi sebagai media pengganti komputer anda.
Oke tanpa panjang lebar, saya akan menjelaskannya....

Untuk membuat Linux dengan USB anda harus memiliki Software "Linux Live USB Creator", setelah itu install Software tersebut.( Nb : Untuk data yang diinstall jangan dimasukkan ke dalam USB)





Setelah diinstall, akan muncul gambar seperti ini :



Setelah gambar itu muncul, akan terlihat beberapa step, mulai dari step 1 sampai step 4...
Untuk step 1 adalah pemilihan USB yang ingin jadi medianya...

Untuk step 2 adalah pemilihan Linux yang ingin digunakan baik dalam berupa ISO ataupun dalam CD/DVD, pada saat ini saya menggunakan ISO ChemPup untuk digunakan sebagai Linuxnya...

Untuk step 3 adalah untuk persistensinya, step ini bisa langsung dilewati saja

Untuk step 4 adalah opsional, pada tahap ini USB harus diformat agar USB dapat digunakan sebagai medianya, bila tidak diformat USB tidak bisa digunakan sebagai media Linux.(khusus untuk USB yang 1 Gb, ditakutkan USB tidak cukup untuk data USB crenya

Untuk step 5 adalah step terakhir, yaitu step dimana pembuatan USB sebagai media Linux. Klik pada tanda petir dan tunggu hingga Install selesai. (penginstalan memakan waktu yang cukup lama sekitar 10-15 menit)

setelah semua step selesai restart untuk Rebooting sebagai Linux...
caranya untuk setiap PC berbeda tergantung jenisnya. Tapi intinya pilih boot menu, setelah itu pilih USB sebagai medianya. dan selanjutnya OS linux ChemPup akan muncul. Dan aplikasi-aplikasi kimia telah banyak disana...

Selamat Mencoba dan belajar :)