Kimia Supramolekul

Jadwal Kuliah:

Salam jumpa lagi di perkuliahan Kimia Supramolekul (Pilihan) Semester Gasal Tahun Ajaran 2014/2015. Selamat belajar.

Tahun Waktu Ruang Kode SKS Sem. Kls Dosen Pengampu/Surat Tugas
2011 Jumat, 16.00-17.40 A201 PKK451 (P) 2 6 A (Reg1) Dr. parsaoran Siahaan;
No.2460/UN7.3.8/AK/2011, 3 Nov. 2011
2012 Senin, 07.30-09.10 Lab KF PAK538 2 7 A, B Dr. parsaoran Siahaan;

No.2300/UN7.3.8/AK/2012, 9 Agustus 2012

2013 Rabu, 11.10-12.50 A204 PAK538 2 7 A, B Dr. parsaoran Siahaan;

No.2201/UN7.3.8/AK/2013, 15 Agustus 2013

2014 Rabu, 11.10-12.50 A204 PAK538 2 7 A,B Dr. parsaoran Siahaan/Dr. Dwi Hudiyanti, MSc;

No.2505/UN7.3.8/AK/2014, 21 Agustus 2014

Anda adalah mahasiswa S1 dengan kompetensi (sesuai KKNI) yang diharapkan setelah lulus adalah salah satu dari tabel berikut:

No. KKNI Kedalaman dan Keluasan Ilmu Kimia
1. Lulusan Program D1 Menguasai Konsep Umum Tentunya lebih tinggi dari SMU/SMK. Pada tingkat ini telah diperkenalkan misalnyasistem periodik.
2. Lulusan Program D2 Menguasai Prinsip Dasar Tentunya lebih tinggi dari D1. Pada tingkat ini Sistem periodik membahas kecenderungan sifat-sifat makroskopik unsur.
3. Lulusan Program D3 Menguasai Konsep Teoritis Secara Umum Tentunya lebih tinggi dari D2. Pada tingkat ini Sistem periodik membahas kecenderungan reaksi-reaksi unsur.
4. Lulusan Program D4/S1 (Sarjana) Menguasai Konsep Teoritis Secara Umumdan Konsep Teoritis Bagian Khusus. Tentunya lebih tinggi dari D3. Pada tingkat ini telah menguasai misalnya konsep teori atom dan konfigurasi elektron dan hubungannya dengan sifat-sifat dan reaksi unsur-unsur.
5. Lulusan Program S2 (Magister) Menguasai Teori Tentunya lebih tinggi dari S1. Pada tingkat ini telah mengusai misalnya teori kuantum atom.
6. Lulusan Program S3 Menguasai filosopi keilmuan Tentunya lebih tinggi dari S2. Pada tingkat ini telah menguasai filosopi atom dan sifat-sifat serta reaksi yang dapat ditimbulkannya.

Parsaoran Siahaan

Pada awalnya Ilmu Kimia adalah ilmu tentang  materi, atau kimia materi, yaitu ilmu tentang zat yang dapat dilihat, diraba dan disentuh. Setelah penemuan teori atom Dalton dan teori atom Bohr, Ilmu Kimia menjadi Ilmu Kimia Atom, yaitu zat yang tidak dapat dilihat tetapi dapat disimpulkan terdiri dari inti proton bermuatan positip  dan di sekeliling inti terdapat  elektron bermuatan negatip yang terikat dengan energi tertentu.

Fakta alam menunjukkan bahwa kebanyakan atom adalah tidak stabil sehingga harus bergabung membentuk “spesies” yang disebut molekul. Fakta ini melahirkan Kimia Molekul yaitu bahwa atom-atom dapat bergabung karena adanya ikatan antara atom-atom yang disebut dengan ikatan kovalen. Setelah molekul terbentuk , diperoleh sebuah “spesies” yang stabil dan dapat berada di alam, kecuali ada kondisi tertentu yang dapat membuatnya berubah atau di dalam ilmu kimia istilahnya adalah mengalami reaksi kimia.

Faktanya adalah bahwa materi dapat dilihat, diraba, dan disentuh. Artinya bahwa atom atau molekul “tidak sendirian” tetapi dapat berkumpul dalam jumlah tertentu.  Bahkan molekul-molekul yang sudah berkumpul tersebut dapat membentuk suatu “spesies” yang lebih tinggi dirajatnya dan salah satu diantaranya adalah sel. Kumpulan molekul-molekul tadi dapat terjadi karena adanya interaksi antarmolekul atau ikatan non-kovalen, suatu jenis ikatan  di luar ikatan kovalen, dan bidang ilmu kimia yang pempelajarinya disebut dengan Kimia Supramolekul.

Interaksi antarmolekul (non-kovalen) adalah melibatkan semua zat yang ada di alam sehingga interaksi antarmolekul adalah fenomena besar yang dibahas pada banyak bidang ilmu diantaranya adalah  Kimia, Fisika dan Biologi, yang membuat Kimia Supramolekul adalah suatu kajian interdisiplin.  Namun demikian, bidang kajian ini adalah baru sehingga diharapkan dapat menjadi landasan pada bidang-bidang yang ada di Ilmu Kimia itu sendiri seperti Kimia Organik, Kimia Koordinasi dan Kompleks Ion-Ligan, Kimia Fisik dan Interaksi Studi Eksperimen dan Teori, Biokimia, Proses-Proses Biologi, Sains Material,  hingga Sifat-Sifat Mekanik Zat Padat (Lehn, 1995).

Teori molekul dan interaksi antarmolekul yang menjadi kajian utama Kimia Supramplekul hanya dapat diselesaikan dengan metode Kimia Komputasi,  dan yang menjadi alasan bahwa Pokok Bahasan pada Kimia Supramolekul diantaranya adalah bagaimana metode Kimia Komputasi menentukan energi dan konformasi interaksi antarmolekul, termasuk sebelumnya perancangan molekul (seperti peptida ADTC1 dan ADTC5 pada E-Chaderin) yang akan menghasilkan energi interaksi tertentu. Kajian interaksi antarmolekul diawali dengan molekul-molekul kecil, dan diharapkan dapat diterapkan untuk molekul besar seperti peptida, protein, dan polimer.

Metode eksperimen yang dapat menjelaskan interaksi antarmolekul diantaranya adalah spektroskopi UV/VIS, IR, dan terutama NMR, konduktometri, dan difraksi sinar-X.

Apa definisi Kimia komputasi? Kimia Komputasi adalah suatu metode perhitungan persamaan yang menggambarkan energi molekul (mekanika kuantum atau mekanika mekanik) untuk memprediksi sifat-sifat fisika dan kimia zat pada tingkat molekul menggunakan komputer dan software aplikasi kimia. Metode ini di Indonesia tergolong baru sehingga belum banyak dikenal dalam metode pengajaran kimia. Metode ini pada dasarnya dapat “disederhanakan” agar dapat menjangkau tingkat pemula seperti siswa kelas 3 SMA dan mahasiswa tahun pertama.

Akhir-akhir ini, peran metode komputasi sangat besar membantu ahli kimia memprediksi sifat-sifat zat. Metode ini dapat menghitung parameter sifat-sifat molekul seperti panjang ikatan, sudut ikatan, muatan, momen dipol, energi molekul, dll. Metode komputasi untuk molekul adalah program yang disusun untuk menyelesaikan persamaan kuantum Schrodinger atau persamaan mekanika molekul. Software dengan metode kuantum yang sering digunakan untuk molekul kecil adalah Gaussian, NWCHEM, dan GAMESS, sedangkan untuk molekul besar dengan metode mekanika molekul adalah Docking.

Metode komputasi (bukan kuantumnya) sebaiknya diperkenalkan sejak dini misalnya di kelas 3 SMA atau mahasiswa tahun pertama. Kenapa? Teori atom tentang bilangan kuantum dan konsep ikatan kovalen sangat abstrak dan sukar menjelaskan sifat-sifat molekul yang menjadi hal paling esensi dalam ilmu kimia itu sendiri. Apakah guru dan murid tidak terlalu sulit untuk mempelajarinya? Kepada pemula yang diajarkan bukan teori kuantumnya tetapi bagaimana metode komputasi dapat menunjukkan secara lebih nyata sifat-sifat molekul. Pengajarannya dilakukan melalui praktikum di komputer dengan menggunakan buku petunjuk yang tidak perlu lagi mempelajari bagaimana program dapat dijalankan. Pengajaran metode komputasi pada tingkat pemula dapat dilakukan dengan contoh-contoh molekul sederhana yang banyak ditemukan di alam seperti air (H2O), udara (O2, N2, CO2), pelarut (metanol, amonia, dll,). Pengenalan metode komputasi sejak dini juga bermanfaat untuk menunjukkan bahwa kegunaan utama komputer adalah untuk perhitungan.

Pengenalan Kimia Supramolekul dan Kimia Komputasi dalam kaitannya dengan Sains nanopartikel dapat membantu kita memahami berbagai kasus seperti Nanopartikel Bikin Vitamin Berbahaya, dll.

Daftar Isi

  • Share/Bookmark