QM/MM (Quantum Mechanics/Molecular Mechanics)
Dalam hyperchem, kita dapat langsung memilih satu bagian dari molekul dan kemudian memperlakukannya secara mekanika kuantum sementara bagian yang tersisa diperlakukan sebagai potensial yang akan dimasukkan sebagai medan coulomb eksternal dalam perhitungan mekanika kuantum. Perhitungan ini memadukan deskripsi kuantum (satu bagian yang terpilih) dengan deskripsi klasik (mekanika molekuler) muatan titik pada atom-atom yang berada pada bagian yang tetap. Penggabungan lengkap dari kedua teknologi ini (mekanika molekuler dan mekanika kuantum semiempirik) masih belum tersedia ( untuk melakukan perhitungan dinamika molekuler misalnya, dengan kedua bagian baik klasik dan kuantum yang bergerak); akan tetapi, kita dapat melalukan perhitungan mekanika kuantum apapun pada bagian molekul yang terpilih dan bagian molekul yang tersisa dimasukkan sebagai suatu potensial di dalam matriks Hamiltonian satu-elektron H
Ada dua masalah dasar yang harus diselesaikan untuk dapat melakukan perhitungan QM/MM, yaitu:
Hyperchem mengasumsikan bahwa cara paling mudah untuk memilih batas klasik-kuantum adalah dengan menggunakan pilihan subset untuk memilih bagian dari system molekul yang akan diperlakukan secara mekanika kuantum. Kemudian pilihan awal ini dapat diperluas untuk membuat batas yang baik dan dapat diterima secara universal. Jadi, yang pertama dilakukan adalah memilih atom-atom yang akan diperlakukan secara mekanika kuantum. Atom-atom yang terpilih ini kemudian disebut atom-atom kuantum, dan atom-atom yang tak terpilih adalah atom-atom klasik.
Jika kemudian diminta perhitungan mekanika kuantum semiempirik, maka Hyperchem akan melakukan pemilihan sebaik mungkin (sebagaimana dijelaskan dibawah) bagaimana atom-atom untuk perhitungan mekanika kuantum disumbat (di-cap). Misalnya untuk suatu cincin benzena (dengan ikatan terdelokalisasi), memiliki sebagian atom kuantum dan sebagian atom klasik, Hyperchem akan sulit untuk memberikan hasil perhitungan yang masuk akal, meskipun perhitungan akan tetap dilakukan oleh Hyperchem. Terdapat sebuag menu khusus di Hyperchem, Extend to sp3, dapat digunakan untuk melakukan perluasan daerah terpilih sampai ditemukan salah satu dari keadaan berikut:
Dalam hyperchem, kita dapat langsung memilih satu bagian dari molekul dan kemudian memperlakukannya secara mekanika kuantum sementara bagian yang tersisa diperlakukan sebagai potensial yang akan dimasukkan sebagai medan coulomb eksternal dalam perhitungan mekanika kuantum. Perhitungan ini memadukan deskripsi kuantum (satu bagian yang terpilih) dengan deskripsi klasik (mekanika molekuler) muatan titik pada atom-atom yang berada pada bagian yang tetap. Penggabungan lengkap dari kedua teknologi ini (mekanika molekuler dan mekanika kuantum semiempirik) masih belum tersedia ( untuk melakukan perhitungan dinamika molekuler misalnya, dengan kedua bagian baik klasik dan kuantum yang bergerak); akan tetapi, kita dapat melalukan perhitungan mekanika kuantum apapun pada bagian molekul yang terpilih dan bagian molekul yang tersisa dimasukkan sebagai suatu potensial di dalam matriks Hamiltonian satu-elektron H
Ada dua masalah dasar yang harus diselesaikan untuk dapat melakukan perhitungan QM/MM, yaitu:
- Bagaimana menentukan atau bentuk batas antara bagian klasik dan bagian kuantum. (dengan kata lain, atom-atom yang manakah yang akan menjadi atom kuantum dan atom-atom yang mana yang akan menjadi atom klasik)
- Bagaimana caranya untuk menyumbat (caping) perhitungan kuantum sedemikian hingga tidak ada elektron atau ikatan yang terkatung-katung di dalam perhitungan mekanika kuantum sementara masih tetap memberikan efek-efek yang diinginkan pada bagian klasik.
Hyperchem mengasumsikan bahwa cara paling mudah untuk memilih batas klasik-kuantum adalah dengan menggunakan pilihan subset untuk memilih bagian dari system molekul yang akan diperlakukan secara mekanika kuantum. Kemudian pilihan awal ini dapat diperluas untuk membuat batas yang baik dan dapat diterima secara universal. Jadi, yang pertama dilakukan adalah memilih atom-atom yang akan diperlakukan secara mekanika kuantum. Atom-atom yang terpilih ini kemudian disebut atom-atom kuantum, dan atom-atom yang tak terpilih adalah atom-atom klasik.
Jika kemudian diminta perhitungan mekanika kuantum semiempirik, maka Hyperchem akan melakukan pemilihan sebaik mungkin (sebagaimana dijelaskan dibawah) bagaimana atom-atom untuk perhitungan mekanika kuantum disumbat (di-cap). Misalnya untuk suatu cincin benzena (dengan ikatan terdelokalisasi), memiliki sebagian atom kuantum dan sebagian atom klasik, Hyperchem akan sulit untuk memberikan hasil perhitungan yang masuk akal, meskipun perhitungan akan tetap dilakukan oleh Hyperchem. Terdapat sebuag menu khusus di Hyperchem, Extend to sp3, dapat digunakan untuk melakukan perluasan daerah terpilih sampai ditemukan salah satu dari keadaan berikut:
- Ujung molekul. Duan atom yang bukan merupakan bagian dari satu koneksi molekul yang sama pastilah merupakan molekul yang terpisah. Sampai pada ujung molekul berarti mencapai atom terminal dari molekul tersebut seperti: hydrogen atau florin mono-koordinasi, oksigen karbonil, dll.
- Suatu ikatan tunggal sp3-sp3 dimana atom sisi luar dalam ikatan tersebut bukanlah atom terminal termono-koordinasi semacam hydrogen atau florin.
0 comments:
Post a Comment