Tutorial Dasar Jmol untuk Pengajaran Geometri Molekul

Jumat, 21 Mei 2021 edit

Banyak kemampuan Jmol yang memang tidak disediakan melalui menu Jmol yang hanya klak-klik dan hanya dapat dilakukan melalui Console. Oleh karena itu fokus tutorial Jmol di sini menggunakan Console. Sementara penggunaan menu yang sudah dapat dilakukan melalui graphic user interface silakan dijelajah sendiri. 

Dengan memahami Console pengguna diharapkan dapat mengembangkan aplikasi web berbasis Jsmol untuk membuat sendiri aplikasi sesuai kebutuhan pengajarannya.



Catatan: Setiap mengeksekusi perintah dalam Console selalu tekan tombol ENTER di papan ketik (keyboard). Untuk perintah di Console boleh ditambahkan tanda titik koma (;).

Tutorial ini dibagi menjadi beberapa bagian:

  1. Memvisualkan molekul dari file yang tersedia
  2. Menampilkan label atom (simbol unsur)
  3. Memvisualkan pasangan elektron
  4. Memvisualkan bentuk molekul
  5. Memvisualkan panjang ikatan antara dua atom yang terhubung
  6. Memvisualkan sudut ikatan antara 3 atom yang terhubung
  7. Mengunduh file molekul/ion dari internet


Tutorial format video


A. Memvisualkan molekul dari file yang tersedia

File contoh untuk tutorial ini terdapat dalam folder LatJmol yang dapat diunduh dari tautan alternatif-1 atau tautan alternatif-2.

Ekstraklah file tersebut. Dalam folder tersebut terdapat beberapa file yang dapat digunakan sebagai bahan latihan memvisualkan molekul di Jmol.

Langkah memvisualkan molekul, dicontohkan memvisualkan file molekul XeO2F2 (ada dalam folder hasil ekstrakan LatJmol).

  1. Buka folder LatJMOL

  2. Buka Jmol

  3. Seret file XeO2F2.mol ke dalam layar kerja Jmol.

  4. Ubah warna latar Jmol menjadi putih.

    Klik ikon Rotate molecule (ikon panah memutar) untuk keluar dari modelKitMode. Posisi Ikon tersebut tepat berada di bawah menu Plugins.

    Klik kanan area kerja Jmol, pilih Color >> Background >> White.

    Hasil seharusnya seperti gambar berikut.



B. Menampilkan label atom (simbol unsur)

  1. Klik menu Display >> Label >> Symbol

  2. Mengubah warna dan ukuran huruf simbol unsur dan memosisikan label di tengah bola atom

    a. Buka Console, (diakses melalui menu File >> Console...),
    ingat setiap mengeksekusi perintah di Console Jmol selalu diakhir dengan menetakan tombol ENTER.

    b. Di Console ketikkan perintah: (tanda $ tidak perlu diketik karena otomatis muncul)

     color label black; (ubah warna label menjadi hitam)

     font label 20; (ubah ukuran font label menjadi 20 pixel)

     set labelalignment center; (memosisikan label di tengah bola atom)

    Hasil seharusnya seperti gambar berikut.


Setiap perintah di Console dapat digabung sekaligus dengan pemisah tanda titik koma menjadi:

 color label black; font label 20; set labelalignment center;

3. Menyembunyikan dan menampilkan label yang pernah dibuat, ketik perintah di Console:

 label off; (label yang pernah dibuat disembunyikan)

 label on; (label yang pernah dibuat ditampilkan kembali)


C. Memvisualkan pasangan elektron bebas (bila ada)

Ketik perintah di Console:

 select @1; (menyeleksi atom pusat Xe dengan # indeks 1)
Untuk memastikan nomor indeks setiap atom dapat dilihat dengan meletakkan pointer tepat di atas atom-atom yang dimuat. Cukup dilihat tidak perlu ditampilkan.

 lcaocartoon scale 1.2 color translucent white create “sp3de”; (menampilkan cuping dari pasangan elektron bebas pada atom pusat Xe dengan warna putih transparan dan skala 1,2 di posisi ekuator bipiramida segitiga, untuk orbital hibrida lain sesuaikan saja, misalnya sp3d2 ditambah huruf a,b,c,d,e,f, untuk sp3 ditambah a, b, c, d, untuk sp2 ditambah a, b, c, untuk sp ditambah a dan b, untuk orbital p ditambah x, y, z). Huruf a-f atau x, y, z itu digunakan untuk menandai pada orbital hibrida mana yang akan dimunculkan cuping PEB

 lcaocartoon scale 0.25 color translucent white create “-sp3de”; (menampilkan cuping orbital hibrida atom pusat Xe dengan warna putih transparan di posisi orbital sp3d yang kelima dengan posisi berlawanan dengan sp3d kelima di posisi ekuator bipiramida segitiga). Ini hanya tampak bila berada pada style wireframe. 

Hasil seharusnya seperti gambar berikut.

lcaocartoon off/on; (menyembunyikan/menampilkan kembali awan elektron yang pernah dibuat)

lcaocartoon lonepair scale 1.2 color red create "sp3de"; (menampilkan PEB berupa dua tanda titik ganda berwarna merah dengan skala 1,2)

Hasil seharusnya seperti gambar berikut.


lcaocartoon lonepair off/on; (menyembunyikan/menampilkan kembali PEB yang pernah dibuat)


D. Memvisualkan bentuk molekul

Bentuk molekul hanya bisa ditampilkan berupa bidang 3D, khusus untuk AX3E dan turunan dengan lebih banyak E masih perlu dibuat bidang secara satu persatu dengan memanfaatkan perintah draw polygon dan draw line. Silakan disimak lain kali tutorialnya ada di sini.

Ketik perintah di Console:

polyhedra; (memunculkan bidang bentuk molekul sesuai warna atom pusat)

color polyhedra translucent yellow; (mengubah warna bentuk molekul menjadi kuning transparan)

polyhedra edges; (mengubah garis tepi bentuk molekul agar lebih tegas/tebal)

Hasil seharusnya seperti gambar berikut.

polyhedra off/on; (menyembunyikan/menampilkan kembali bentuk molekul yang pernah dibuat).


E. Memvisualkan panjang ikatan antara dua atom yang terhubung

Untuk menentukan panjang ikatan antara atom-atom yang terhubung harus diketahui lebih dahulu atom nomor indeksnya nomor. Ini dapat dilakukan dengan meletakkan pointer tepat di atas atom-atom yang akan ditentukan ukurannya (baik panjang ikatan maupun sudut ikatan). Dapat dilakukan melalui menu Jmol maupun di Console.

Menggunakan Console
Ketik perintah:

set measurementunits 'pm'; (mengubah satuan panjang ikatan yang akan ditampilkan dari default satuan nanometer ke pikometer)

measure @1 @2; (menampilkan ukuran panjang ikatan dari atom #1 (Xe) ke atom #2 (O))

measure @1 @3; (menampilkan ukuran panjang ikatan dari atom #1 (Xe) ke atom #3 (F))

color measures blue; (mengubah warna semua hasil pengukuran ke warna biru, silakan disesuaikan)

Hasil seharusnya seperti gambar berikut.


$ measure off/on; (menyembunyikan/menampilkan kembali ukuran sudut/panjang ikatan yang pernah dibuat)

$  measure allconnected (*)(*); (menampilkan semua ukuran panjang ikatan antaratom yang terhubung)

$ set defaultDistanceLabel "123 pm"; (mengatur agar label setiap pengukuran panjang ikatan menjadi 123 pm, untuk pengukuran berikutnya. Ini sekadar pelabelan. Label ini boleh diganti teks apa saja.


F. Memvisualkan sudut ikatan antara 3 atom yang terhubung

Menggunakan Console 

Ketik perintah:

$ set defaultAngleLabel "%VALUE%UNITS"; (membuat satuan sudut (derajat) agar ditulis tanpa spasi (rapat dengan hasil pengukuran).

$ measure @3 @1 @2; (menampilkan besar sudut ikatan dari atom #3 (F), atom #1 (Xe), atom #2 (O))

Hasil ketika diputar agar tampak sudut ikatan seharusnya seperti gambar berikut.


$ measure allconnected (*)(*)(*); (menampilkan semua ukuran sudut ikatan antara 3 atom yang terhubung)

$ measure off/on; (menyembunyikan/menampilkan kembali ukuran sudut/panjang ikatan yang pernah dibuat)

$ set defaultAngleLabel "107°”; (mengatur agar label setiap pengukuran sudut ikatan menjadi 107°, untuk pengukuran berikutnya. Ini sekadar pelabelan. Label ini boleh diganti teks apa saja.)



Tambahan:
Ikatan antara Xe dengan O secara default tampil sebagai ikatan tunggal karena ini berbasis domain elektron, tidak memperhatikan apakah ikatan antaratom itu tripel, rangkap atau tunggal. Namun bila menghendaki Xe dengan O berikatan rangkap dapat dilakukan dengan perintah:

$ connect @1 @2 DOUBLE; connect @1 @5 DOUBLE; (membuat ikatan rangkap pada Xe yang bernomor indeks 1 dan atom O yang bernomor indeks 2 dan O bernomor indeks 5).

Sehingga tampilannya akan seperti berikut.

G. Mengunduh file struktur molekul/ion dari internet

File molekul/ion selain dapat dibuat sendiri juga dapat mengunduh dari website penyedia database molekul/ion. Keuntungan cara ini, molekul dapat diperoleh dengan cara cepat dan kebanyakan merupakan hasil komputasi yang valid. Format file struktur molekul boleh apa saja, misalnya dengan ekstensi *.mol, *.spt, *.xyz, *.pdb, *.log, *.sdf dan masih banyak lagi.

Untuk kebutuhan pembelajaran geometri molekul di MA/SMA/SMK dapat mengunduh struktur molekul dari:

1. CoolMolecules Departemen Kimia St. Olaf (direkomendasikan)

2. Pubchem (direkomendasikan)

3. cccbdb.nist.gov (direkomendasikan)

4. chemtube3d.com (direkomendasikan)

5. 3dchem.com (direkomendasikan)

6. www.chemspider.com (direkomendasikan)

7. Webmo.net (ini perlu melakukan komputasi sendiri, tidak direkomendasikan)

8. Website lain yang memberikan visual 3D interaktif.

Umumnya file struktur 3D yang disajikan dapat diunduh.
Untuk yang berbasis Jsmol caranya dengan klik kanan area layar struktur molekul ditampilkan kemudian pilih File >> Save >> Save a copy of Filename.***. Bila diperlukan sila ubah nama file namun ektensi file tidak perlu diubah, misalnya yang semula namafile.mol, tulisan mol selalu harus ada setelah tanda titik. Ekstensi nama file bergantung dari sumber file yang digunakan di website tersebut. Ini kalau memang tidak disediakan tautan untuk mengunduh.

Untuk membuat sendiri dapat dilakukan menggunakan Chem3D yang ada di ChemDraw, atau 3D Viewer yang ada di ChemSketch atau yang lain seperti Avogadro. Hanya saja perlu kehati-hatian dalam melakukan optimisasi atau melakukan komputasi untuk mendapatkan bentuk yang benar dan sesuai data eksperimen. Ini tidak dianjurkan kalau memang belum memahami teknik atau metode komputasi.


Unduh tutorial di laman ini berformat pdf yang dikemas dalam file zip beserta 2 tutorial lain yang terkait.

Tutorial terkait sebelumnya:

Bagikan di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

 
Copyright © 2015-2021 Urip dot Info | Disain Template oleh Herdiansyah Dimodivikasi Urip.Info