Kimia Komputasi Metode Struktur Elektronika

             
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.
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 fase, 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.
Dalam perkembangannya, komutasi kimia dapat memecahkan masalah-masalah yang tidak bisa diselesaikan dengan eksperimen. Kimia komputasi digunakan untuk menjelaskan beragam system kimia dengan kompleksitas yang sangat luas (Pranowo, 2002).
Metode kimia komputasi terdapat dua bagian besar yaitu mekanika molekuler dan metode struktur elektronik yang terdiri dari metode semiempiris, metode AB anitio dan metode yang sekarang berkembang pesat yaitu teori kerapatan fungsional (density functional theory, DFT). Dalam metode tersebut terdapat kelebihan dan kekurangannya. Berikut merupakan penjelasan dari masing-masing metode.
A.       Mekanika molekuler
Metode ini menggunakan mekanika klasik tradisional, umumnya Newtonian. Pada dasarnya, atom dianggap  menjadi bola yang tergandeng dengan  atom  lain oleh  pegas. Berbagai sifat molekul dapat dihitung dengan mengukur gerakan atom dan energi perubahan mata air. Metode mekanika molekul, metode ini menggunakan dasar hukum-hukum fisika klasik sebagai perhitungannya.
B.      Metode struktur elektronika

▷ Metode semiempiris
Pada metode semi-empiris, sebagian dari perhitungan berasal dari data eksperimen, dan  sisanya berasal dari matematika. Keuntungan  utama dari metode semi-empiris adalah bahwa hal itu lebih cepat dan  mampu  melakukan perhitungan pada molekul yang lebih besar.
▷ Metode AB initio
Teori ab initio adalah sebuah konsep perhitungan yang bersifat umum dari penyelesaian persamaan Schrödinger yang secara praktis dapat diprediksi tentang keakuratan dan kesalahannya. Kelemahan metode ab initio adalah kebutuhan yang besar terhadap kemampuan dan kecepatan komputer. Selain itu, metode ini juga membutuhkanwaktu perhitungan komputasinya lama dibandingkan dengan perhitungan yang menggunakan pendekatan mekanika molekul (Dani, 2011).
▷ Teori kerapatan fungsional (density functional theory, DFT).
Merupakan salah satu dari beberapa pendekatan populer untuk perhitunganstruktur elektron banyak-partikel secara mekanika kuantum untuk sistem molekul danbahan rapat. Teori Fungsi Kerapatan (DFT) adalah teori mekanika kuantum yang digunakan dalam fisika dan kimia untuk mengamati keadaan dasar dari sistem banyak partikel. Sasaran utama dari teori fungsi kerapatan adalah menggantikan fungsi gelombang elektron banyak-partikel dengan kerapatan elektron sebagai besaran dasarnya.