AB INITIO CALCULATION - PENGERTIAN DAN BASIS SET

 A. PENGERTIAN AB INITIO CALCULATION

    Ab Initio Calculation dapat diartikan sebagai perhitungan yang berasal dari "Prinsip-prinsip pertama", dimana istilah “Ab initio” diambil dari bahasa latin bermakna “dari awal”. Ab Initio Calculation adalah metode perhitungan komputasi dari dasar teoritis tanpa adanya data eksperimen. Perhitungan yang dilakukan dengan metode ini sebagian besar digunakan sebagai perkiraan perhitungan kuantum mekanik. Perkiraan yang digunakan umum menggunakan perkiraan matematika, dengan menggunakan bentuk fungsional sederhana untuk fungsi atau mendapatkan solusi perkiraan untuk sebuah persamaan tipe diferensial yang paling terkenal dari metode Ab Initio adalah perhitungan Hartree-Fock (HF) dengan metoda pendekatan medan pusat (central field approximation). Ini berarti bahwa tolakan Coulombik antar elektron tidak secara spesifik dimasukkan dalam perhitungan, tetapi efek total interaksi korelasinya dimasukkan dalam perhitungan sebagai suatu besaran konstant. Metoda ini merupakan perhitungan variasional, yang berarti bahwa energi pendekatan terhitung adalah sama atau lebih tinggi daripada energi eksaknya. Dengan menggunakan pendekatan medan pusat ini, energi yang diperoleh dengan perhitungan HF selalu lebih tinggi daripada energi eksak dan cenderung pada harga limit tertentu yang dinamakan HF limit.

    Metode Ab initio memperhitungkan semua elektron yang terdapat dalam sebuah molekul. Teori Ab Initio adalah sebuah konsep perhitungan yang bersifat umum dari penyelesaian persamaan schrodinger yang secara praktis dapat diprediksi tentang keakuratan dan kesalahannya. Kelemahan metode ab initio adalah kebutuhan yang besar terhadap kemampuan dan kecepatan komputer. 16 Selain itu, metode ini juga membutuhkan waktu perhitungan komputasi yang lebih lama dibandingkan dengan perhitungan yang menggunakan pendekatan metode mekanika molekul maupun metode semi empirik. Ab Initio Calculation dapat disimpulkan sebagai metode perhitungan yang memiliki akurasi paling baik dan memerlukan waktu perhitungan yang lama serta membutuhkan spesifikasi komputer yang canggih .

B. BASIS SET AB INITIO

Basis set dalam ilmu kimia adalah kumpulan fungsi matematika yang digunakan untuk menyusun gugus orbit suatu molekul. Kumpulan fungsi- fungsi matematika yang ada disusun dalam kombinasi linier dengan menyertakan nilai koefisien di dalamnya. Fungsi yang digunakan umumnya adalah gugus- gugus orbit atom penyusun molekul tersebut. Dalam kimia komputasi, perhitungan kimia kuantum umumnya dilakukan dalam satu set basis perhitungan yang terdiri atas fungsi gelombang yang ada disusun secara linier. Pada proses perhitungan, kumpulan orbital atomik akan disusun mengikuti kaidah Slater, yang kemudian disebut orbital Slater. Secara garis besar, orbital Slater berbentuk lengkungan eksponensial turun yang umumnya didekati dengan linier kombinasi dari fungsi Gaussian. Saat ini terdapat sekitar ratusan komposisi atau kombinasi linier orbital Gaussian. Basis set terkecil disebut sebagai basis set minimum yang tersusun atas beberapa fungsi minimum yang dibutuhkan untuk dapat menyatakan konfigurasi electron pada setiap atom. Basis set yang besar dapat terdiri dari puluhan hingga ratusan fungsi untuk setiap atomnya.

• 2 Jenis Basis Set Ab Initio :

1. Basis Set Minimun
   Basis set minimum yaitu basis set terkecil dengan n sebagai nilai bilangan bulat. n akan menyatakan berapa jumlah fungsi Gaussian yang akan digunakan. Penggunaan basis set minimum ini sangat tidak dianjurkan mengingat keakuratan data tidak baik. Untuk basiset minimum biasanya dituliskan dengan STO-nG, kode basis set yang sering digunakan adalah: STO-3G, STO-4G, STO- 6G, STO-3G 2.
2. Basis Set Elektron Valensi
   Basis set untuk elektron valensi terpisah menghubungkan pembentukan ikatan molekul, elektron-elektron valensi merupakan elektron yang sangat berperan untuk proses pembentukan ikatan. Untuk menyatakan hal ini, yang paling mudah adalah memberikan penekanan lebih untuk menghitung konfigurasi electron pada valensinya. Beberapa kode basis set yang sering digunakan untuk tipe ini adalah: 3-21g, 3-21g Fungsi terpolarisasi , 6-31g, 6-31g, 6-311g, 6-311g, SVP, SVP. Penelitian ini menggunakan metode HF dengan basis set 6-311G. Basis set 6-311G merupakan basis set cukup besar dan merupakan basis set yang menggunakan orbital tipe Slater.