Jumat, 30 Desember 2011

Hyperchem


HyperChem ialah suatu program simulasi dan pemodelan molekular yang memung-kinkan perhitungan kimiawi yang kompleks. HyperChem mencakup fungsi-fungsi berikut:
1.      Membuat sketsa dwimatra (2D) molekul dari atom-atom penyusunnya, lalu mengubahnya menjadi model trimatra (3D) dengan HyperChem Model Builder.
2.      Memilih residu-residu standar secara berurutan dari perpustakaan asam amino dan nukleotida HyperChem/Lite untuk membangun protein dan asam nukleat.
3.      Membaca tipe atom dan koordinat molekular yang telah disimpan sebagai arsip HIN (masukan HyperChem yang dibuat sebelumnya) atau arsip ENT (mengambil dari sumber lain, yaitu Brookhaven Protein Data Bank/PDB)
4.      Menata kembali molekul, misalnya dengan memutar atau menggesernya.
5.      Mengubah kondisi tampilan, termasuk penampakan ruang, model molekul, dan label struktural.
6.      Merancang dan melakukan perhitungan kimiawi, termasuk dinamika molekular.
Tersedia berbagai metode mekanika molekular maupun mekanika kuantum (semiempiris atau ab initio). Perhitungan mekanika molekular menggunakan medan gaya MM+, AM-BER, BIO+, atau OPLS, sedangkan mekanika kuantum semiempiris meliputi extended Hückel, CNDO, INDO, MINDO3, MNDO, AM1, PM3, ZINDO/I, dan ZINDO/S.
7.      Penetapan efek isotop dalam perhitungan analisis vibrasional untuk metode-metode SCF ab initio dan semiempiris.
8.      Membuat grafik Excel dari hasil perhitungan kimiawi.
9.      Mensolvasikan molekul dalam kotak periodik.

Glossary for Computational Chemistry


Hyperchem 7.5 merupakan software kimia komputasi yang dapat menyatukan visualisasi 3D dan animasi dengan perhitungan kimia kuantum, mekanika molekul, dan dinamika. Dibawah ini beberapa istilah-istilah yang biasa ditemukan dalam software Hyperchem.

Ab Initio Quantum Mechanics: Fungsi dasar tambahan (s, p, d, sp, spd) dapat ditambahkan ke atom individu atau kelompok atom. Pengguna juga dapat mendefinisikan set mereka sendiri atau memodifikasi dasar dasar yang ada dengan mudah menggunakan set dasar yang didokumentasikan HyperChem mengatur format file.
Charmm Protein Simulations: Bio + medan gaya dalam HyperChem merupakan versi Kimia di Harvard menggunakan Mekanika Molekuler (Charmm) medan gaya.   Release 7 update HyperChem ini medan gaya dengan syarat fungsional baru dan parameter baru untuk mewakili ilmu pengetahuan terbaru dari komunitas Charmm. Menetapkan parameter baru untuk Charmm-19 merupakan parameter baru untuk bio + medan kekuatan dari versi sebelumnya dari HyperChem, namun parameter set Charmm-22 dan seterusnya mewakili medan gaya baru dilaksanakan di HyperChem 7 yang mencakup istilah Urey-Bradley menggambarkan interaksi antara dua terminal atom dari sudut ikatan 3-atom.
CONFORMATIONAL SEARCH: Modul Pencarian konformasional adalah alat untuk mencari dan menyelamatkan struktur yang stabil molekul, menggunakan pendekatan stokastik didasarkan pada modifikasi sudut torsi. Cari konformasi memiliki berbagai macam pilihan untuk menyempurnakan pencarian untuk kebutuhan khusus Anda. Pendekatan yang umum adalah untuk memutar sudut torsi yang dipilih dari sistem untuk mendistorsi struktur dan, jika tes tertentu terpenuhi, mengoptimalkan untuk mendapatkan struktur calon baru. Struktur baru dapat diterima atau ditolak sebagai struktur bunga sesuai dengan berbagai kriteria.
CRYSTAL BUILDER: Dengan Builder Kristal Anda dapat membangun kristal dalam HyperChem dengan tangan, dengan memasukkan koordinat fraksional, atau memilih dari satu set sampel yang disediakan. Kristal Builder memberi Anda kontrol atas wajah Anda melihat, dan ukuran kristal Anda membangun, tetapi juga memungkinkan Anda untuk membaca file database Cambridge Kristal ke HyperChem.
Database Package: Kemampuan database penuh terintegrasi ke dalam HyperChem 7,5.   Hal ini mencakup pencarian database dan pengambilan molekul untuk selanjutnya perhitungan pemodelan molekul serta sifat penyimpanan dihitung dan struktur dioptimalkan molekul Anda dalam database baru.   Termasuk dengan produk adalah database contoh dari 10.000 molekul yang sebelumnya telah dioptimalkan dengan HyperChem.   Database contoh yang disertakan merupakan perwakilan dari senyawa kimia umum dan dapat digunakan dalam berbagai cara yang berhubungan dengan penelitian dalam kimia komputasi.
Density Functional Package: Kepadatan Teori Fungsional (DFT) telah ditambahkan sebagai mesin komputasi dasar untuk melengkapi Mekanika Molekuler, Semi-Empiris Mekanika Kuantum dan Mekanika Kuantum ab initio. Metode komputasi yang baru datang dengan kemampuan penuh termasuk derivatif pertama dan kedua sehingga semua kemampuan mesin sebelumnya lain juga tersedia dengan DFT.   Ini termasuk optimasi geometri, inframerah dan spektrum optik, dinamika molekuler, Monte Carlo, dll
Display: Rendering pilihan: Bola-dan-tongkat, bola menyatu CPK dengan shading opsional dan penyorotan. Juga vdW titik, silinder dan bola tumpang tindih.  Pita rendering untuk tulang punggung protein, dengan layar sidechain opsional. 3D Isosurfaces atau plot kontur 2D: densitas muatan total, orbital molekul, kepadatan spin, potensial elektrostatik (ESP), ESP dipetakan ke permukaan densitas muatan 3D. Pilihan render Isosurface: wire mesh, Jorgensen-Salem, permukaan transparan dan solid, permukaan Gouraud teduh. Pengguna tertentu grid dan nilai isosurface. Selama simulasi, layar dan kinetik rata-rata, potensi, dan energi total, serta nilai-nilai panjang ikatan yang ditentukan pengguna, sudut ikatan, atau sudut torsi. Menghidupkan mode getaran.  Display2D atau 3D plot energi potensial
Mixed Mode Calculations: HyperChem memungkinkan Anda untuk melakukan perhitungan kuantum pada bagian dari sistem molekul, seperti zat terlarut, sementara memperlakukan seluruh sistem klasik. Teknik batas tersedia untuk semua metode kuantum, dengan beberapa batasan untuk perhitungan ab initio.
Molecular Mechanics: Empat medan gaya menyediakan metode komputasi yang nyaman untuk menjelajahi stabilitas dan dinamika sistem molekuler.  Ditambahkan fleksibilitas jenis atom dan parameter yang ditetapkan pengguna. Pilih dari + MM, tujuan umum bidang kekuatan, dan tiga khusus medan gaya biomolecule: Amber, BIO +, dan OPLS.
NMR Simulation: Paket HyperNMR ​​telah diintegrasikan ke dalam inti HyperChem. Paket ini memungkinkan untuk simulasi spektrum NMR. Sebuah accurante semi-empiris dirancang khusus untuk NMR memungkinkan perhitungan interaktif cepat konstanta perisai NMR (pergeseran kimia) dan konstanta kopling untuk molekul besar seperti protein. Basedon solusi dari mekanika kuantum ditambah-Hartree-Fock persamaan daripada lookup database sederhana, paket ini memungkinkan eksplorasi lengkap parameter NMR dalam situasi apapun, seperti lingkungan kimia baru atau novel di mana interpolasi database sederhana adalah mustahil.  Saat yang tepat, parameter NMR dapat diintegrasikan ke spin Hamiltonian untuk memprediksi dan menampilkan spektrum satu dimensi NMR penuh. Spektra dapat dimanipulasi untuk menambahkan lebar garis sehingga untuk mensimulasikan spektrum eksperimental.
Plot Energi Potensial: Anda dapat memilih satu atau dua fitur struktural (ikatan panjang, sudut torsi dll) dan meminta plot dari energi potensial sebagai fungsi dari fitur struktural baik tunggal (petak 2D) atau dua fitur struktural (petak 3D).
Protein Design: Anda dapat memotong dan menempelkan urutan asam amino. Artinya, sepotong dapat dipotong keluar, sepotong dimasukkan, atau urutan dari satu panjang diganti dengan urutan baru dari panjang yang berbeda. Anil operasi, tentu saja, diperlukan untuk sisa protein untuk beradaptasi dengan modifikasi tersebut.
QSAR Properti: QSAR Properti memungkinkan perhitungan dan estimasi dari berbagai molekul deskriptor yang umum digunakan dalam Kegiatan Struktur Hubungan Kuantitatif (QSAR) studi. Sebagian besar metode yang dikembangkan untuk dan terutama berlaku untuk molekul organik.
RMS Fit: RMS Fit menyediakan alat baru untuk membandingkan struktur molekul dalam HyperChem, menambah fungsi overlay yang ada dan pemasangan yang fleksibel disediakan oleh optimasi terkendali.
Save Result: Gunakan Impor / Ekspor opsi untuk menyimpan hasil dari perhitungan mekanika kuantum atau untuk melihat hasil yang dihasilkan oleh program lain. Gunakan data HyperChem untuk menyimpan struktur dan sifat molekul dalam database kustom. Buat Film Reaksi dalam format AVI. Simpan sebagai halaman HTML untuk menyimpan dan menampilkan struktur, orbital, IR dan spektra UV dan IR spektrum dengan mode normal.
SCRIPT EDITOR: HyperChem itu kemampuan scripting adalah salah satu fitur yang paling serbaguna, memungkinkan untuk dikendalikan dari luar dengan menggunakan script atau program eksternal. Script Editor adalah alat untuk membantu Anda dalam mengembangkan skrip dalam bahasa HyperChem, dan untuk mengirim pesan langsung ke skrip HyperChem sebagai baris perintah.
SEARCH Konformasi: Modul Pencarian konformasional adalah alat untuk mencari dan menyelamatkan struktur yang stabil molekul, menggunakan pendekatan stokastik didasarkan pada modifikasi sudut torsi. Cari konformasi memiliki berbagai macam pilihan untuk menyempurnakan pencarian untuk kebutuhan khusus Anda. Pendekatan yang umum adalah untuk memutar sudut torsi yang dipilih dari sistem untuk mendistorsi struktur dan, jika tes tertentu terpenuhi, mengoptimalkan untuk mendapatkan struktur calon baru. Struktur baru dapat diterima atau ditolak sebagai struktur bunga sesuai dengan berbagai kriteria.
Semi-empirical Quantum Mechanics: HyperChem menawarkan sepuluh semi-empiris metode orbital molekul, dengan pilihan untuk senyawa organik dan utama-kelompok, untuk kompleks logam transisi, dan untuk simulasi spektral. Pilih dari Perpanjangan Huckel, CNDO, INDO, Mindo, / 3 MNDO, MNDO / d, AM1, PM3 (termasuk logam transisi), ZINDO / 1 dan ZINDO / S.
Struktur Input dan Manipulasi : Membangun molekul dengan HyperChem sederhana: hanya memilih elemen dari tabel periodik, dan klik dan drag dengan mouse untuk membuat sketsa struktur. Kontrol mouse rotasi di sekitar ikatan, stereokimia, dan "karet pita" dari obligasi membuat struktur berubah mudah. Pilihan yang luas, menyoroti, dan menampilkan kemampuan membuatnya mudah untuk fokus pada bidang minat dalam molekul kompleks.

Typed Neglect of Differential Overlap (TNDO): merupakan metode semi-empiris baru yang menggabungkan ide-ide dari mekanika molekular dan semi-empiris mekanika kuantum.   Hal ini dirancang sebagai sebuah metode semi-empiris generik mampu akurasi tinggi ketika dikombinasikan dengan parameter yang sesuai.   Ia menggunakan gagasan mekanika molekul atom "mengetik" untuk menggambarkan lingkungan kimia dari sebuah atom dalam molekul dengan jenis yang berbeda yang diberikan parameter yang berbeda.   Ini adalah ide kunci yang memberikan mekanika molekul validitas dan akurasi dalam tidak adanya kemampuan mekanik kuantum.   TNDO menggabungkan atom mengetik metode kuantum dasar mekanik dan memungkinkan metode semi-empiris cepat untuk menawarkan hasil yang dapat diandalkan.   Kekurangan adalah kebutuhan untuk mengembangkan set parameter untuk jenis yang berbeda (kelas yang berbeda dari molekul) seperti dalam mekanika molekul. HyperChem 7 termasuk pada langkah pertama dalam generasi ini parameter tetapi upaya penelitian yang cukup besar pada bagian dari Hypercube, Inc, pengguna HyperChem, dan komunitas peneliti umum adalah diperlukan untuk memiliki set parameter yang mencakup berbagai situasi kimia.   Situs web Hypercube akan mengumpulkan set parameter.

Beberapa Website Penyedia Software Kimia Komputasi


Disini saya akan mencoba menshare beberapa link atau website yang menyediakan software-sofware kimia komputasi. Software-software tersebut dapat didownload gratis, walaupun ada beberapa yang premium. Selain software, tersedia ebook-ebook mengenai kimia komputasi yang bias anda download gratis. Baiklah, inilah beberapa website yang menyediakan software dan ebook kimia komputasi:
Silahkan didownload…..

Kimia Komputasi Dalam Pembelajaran


Kimia komputasi adalah cabang kimia yang menggunakan hasil kimia 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. Istilah kimia teori dapat didefinisikan sebagai deskripsi matematika untuk kimia, sedangkan kimia komputasi biasanya digunakan ketika metode matematika dikembangkan dengan cukup baik untuk dapat digunakan dalam program komputer. Perlu dicatat bahwa kata "tepat" atau "sempurna" tidak muncul di sini, karena sedikit sekali aspek kimia yang dapat dihitung secara tepat. Hampir semua aspek kimia dapat digambarkan dalam skema komputasi kualitatif atau kuantitatif hampiran.
Terdapat beberapa bidang utama dalam kimia komputasi yang dapat dikembangkan dalam proses pembelajaran, diantaranya adalah:
  • Penyajian komputasi atom dan molekul
  • Pendekatan dalam penyimpanan dan pencarian spesi kimia (Basis data kimia)
  • Pendekatan dalam penentuan pola dan hubungan antara 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 proses transisi fasa
  • Simulasi sifat-sifat bahan seperti polimer, logam, dan kristal (termasuk kristal cair).

Selain itu, sifat-sifat molekul yang dihitung dengan menggunakan kimia komputasi 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.
Dari uraian tersebut, jelas bahwa kimia komputasi sangat bermanfaat dalam pembelajaran baik di sekolah maupun di perguruan tinggi, karena basic ilmu kimia yang telah diperoleh dapat lebih dikembangkan lagi dengan menggunakan aplikasi-aplikasi kimia komputasi sebagai alternative tanpa melakukan percobaan/eksperimen, sehingga lebih murah dan efektif.