Hyperchem
ProgramHyperchem,
merupakan program kimia aplikasi 32 bit, yang dikembangkan oleh
HyperCube
Inc,
untuk sistem operasi Windows 95/98, Windows NT, Windows XP, Windows
Vista, Windows 7 dan Linux. HyperChem merupakan program handal dari
pemodelan molekul yang telah diakui mudah digunakan, fleksibel dan
berkualitas, dengan menggunakan visualisasi dan animasi tiga dimensi
hasil perhitungan kimia kuantum, mekanika dan dinamika molekuler,
menjadikan HyperChem terasa sangat mudah digunakan dibandingkan
dengan program kimia kuantum yang lain.
Program
kimia menyediakan fasilitas pembuatan model tiga dimensi (3D),
perhitungan mekanika molekuler dan mekanika kuantum (semiempiris
dan ab initio),
disamping itu tersedia pula database dan program simulate Monte Carlo
dan molecular dynamic (MD).
Fasilitas
yang disediakan oleh program standar ini adalah :
Input
Struktur dan Manipulasi (Structure Input and Manipulation)
Display
Molekul (Molecular Display)
Kimia
Komputasi (Computational Chemistry)
Metode
Komputasi (Computational Methods)
Input
Struktur dan Manipulasi :
Mengambar
molekul dengan program ini relatif sederhana. Pilih unsur dari tabel
periodik, kemudian di click dan ditarik dengan mouse, dengan mouse
kita dapat mengontrol rotasi di sekitar ikatan, mengatur stereokimia
molekul dan mengubah struktur.
Dengan
mouse-controlled tools kita dapat melakukan seleksi, rotasi dan
translasi serta mengubah ukuran struktur. Setting pada menu harus
dimodifikasi terlebih dahulu untuk mengontrol operasi dari tools.
Untuk
mengkonversi struktur 2D menjadi struktur 3D dapat dikerjakan
dengan Hyperchem’s
model builder.
Penggunaan
constraint terhadap struktur relatif mudah, kita dapat melakukan
constraint terhadap panjang ikatan, sudut ikatan, sudut torsi dan
juga terhadap atom yang diinginkan.
Display
Molekuler (Molecular Display):
Pilihan
rendering: ball
and stick,
fused
CPK spheres dengan
pilihanshading
and highighting,
juga vdw
dots,
cylinders
dan
overlapping
spheres.
Ribbon
rendering untuk protein backbones,
dengan pilihan sidechain
display.
3D
isosurfaces atau 2D contour plots untuk: muatan total, kerapatan
muatan, orbital molekul, kerapatan spin, potensial elektrostatik
(ESP), ESP dipetakan pada 3D charge density surface.
Pilihan
isosurface rendering: wire mesh. Jorgensen-Salem, transparent dan
solid surfaces, gouraud shaded surface.
Selama
simulasi dapat ditampilkan rerata energi kinetik, energi potensial,
energi total dan parameter molekul seperti panjang ikatan, sudut
ikatan, dan sudut torsi.
Animasi
mode vibrasi dari spektra IR
Kimia
Komputasi :
Dengan
HyperChem kita dapat mengeksplorasi model energi permukaan potensial
secara klasik atau kuantum dengan single point, optimasi geometri
atau perhitungan dalam mencari keadaan transisi, selain itu kita
dapat juga mempelajari pengaruh gerakan termal dengan molecular
dynamics, Langevin dynamic atau simulasi Metropolis Monte Carlo.
Jenis
Perhitungan :
Terdapat
beberapa tipe perhitungan, antara lain kalkulasi single point,
optimasi geometri, frekuensi vibrasi, pencarian keadaan transisi,
simulasi dinamika molekuler, simulasi dinamika Langevin dan simulasi
Monte Carlo.
Perhitungan
single point dapat digunakan untuk menentukan energi molekul dari
struktur yang ditentukan (tanpa proses optimasi)
Perhitungan
optimasi geometri menggunakan algoritma minimasi energi untuk
mendapatkan struktur paling stabil. tersedia 5 algoritma minimasi.
Perhitungan
frekuensi vibrational dimaksudkan untuk mencari mode vibrasi normal
dari suatu struktur teroptimisasi. Spektrum teroptimasi dapat
ditampilkan dan gerakan vibrasi yang berkaitan dengan transisi
spesifik dapat dianimasikan.
Pencarian
keadaan transisi dilakukan dengan menentukan struktur metastabil
yang bersesuaian dengan keadaan transition menggunakan metode
Eigenvector Following atau Synchronous Transit. Sifat-sifat
molekulernya kemudian dapat dihitung, dua metode untuk melokasikan
keadaan transisi diimplementasikan di dalam HyperChem 5.
Metode
Eigenvector Following sangat cocok digunakan untuk prosses
unimolekular atau setiap sistem molekular yang mode vibrasi
naturalnya cengerung menuju ke suatu keadaan transition.
Metode
synchronous transit khususnya berguna jika reaktan dan produk sangat
berbeda, terdapat dua metodologi Synchronous transit yang
diimplementasikan di dalam HyperChem yaitu Linear
Synchronous Transit (LST)
dan Quadratic
Synchronous Transit(QST).
Simulasi
Molecular dynamics menghitung trajektori klasik untuk sistem
molekular. Waktu pemanasan, keseimbangan dan pendinginan dapat
diterapkan dalam simulasi ini juga dapat digunakan untuk
proses-proses yang bergantung pada perubahan waktu. Simulasi dapat
dilakukan pada energi konstan atau temperatur konstan.
Langevin
dynamic simulations untuk memodelkan secara implisit molekul-molekul
pelarut.
Simulasi
Monte Carlo Metropolis berguna untuk mengeksplarasi konfigurasi yang
mungkin dari suatu sistem dalam keadaan keseimbangan dan menentukan
sifat sistem yang dinyatakan sebagai harga rata-rata untuk seluruh
sistem yang sudah berada dalam keadaan keseimbangan.
Hasil
Perhitungan dengan HyperChem :
HyperChem
dapat digunakan untuk menentukan berapa sifat struktur antara lain:
Stabilitas
relatif dari beberapa isomer
Panas
pembentukan
Energi
aktivasi
Muatan
atom
Beda
energi HOMO-LUMO
Potensial
ionisasi
Afinitas
elektron
Momen
dipol
Tingkat
energi elektronik
Energi
korelasi elektron MP2
Energi
keadaan tereksitasi CI
Sifat
dan struktur keadaan transisi
Energi
interaksi non-bonded
Spektra
serapan UV-VIS
Spektra
absorpsi IR
Pengaruh
isotop pada vibrasi
Spektra
serapan IR
Efek
collision pada sifat struktur
Stabilitas
dari kluster
Simulasi
:
Interaksi
docking
Pengaruh
temperatur pada gerakan molekul
Pengaruh
pelarut pada struktur dan dinamika
Interaksi
intermolekuar pada kluster