MODEL INTERAKSI ETER 15-MAHKOTA-5 TERSUBTITUSI DENGAN KATION Ni2+ dan Co2+ BERDASARKAN TEORI FUNGSI KERAPATAN

JULIA DEWI EKARINI, 1. Prof. Dr. Harno Dwi Pranowo, M.Si. 2. Dr. Winarto Haryadi, M.Si

2017 | Skripsi | S1 KIMIA

Pemodelan molekul terhadap interaksi eter 15-mahkota-5 dengan kation Ni2+ dan Co2+ telah dilakukan menggunakan metode Density Functional Theory (DFT) pada tingkat teori B3LYP. Kajian difokuskan untuk mempelajari pengaruh substituen dan keberadaan molekul air dalam sistem kompleks. Pemodelan dilakukan pada fasa gas dan fasa larutan. Substituen penarik elektron (-Br, -COOH) menyebabkan penurunan energi interaksi kompleks dan sebaliknya gugus pendonor elektron (-NH2, -CH2CH3, -OH, -CH3, -OCH3) mampu meningkatkan energi interaksi kompleks pada fasa gas. Pada fasa gas, kestabilan kompleks 15-mahkota-5 dengan Ni2+ > Co2+. Pola kenaikan kestabilan kompleks tersebut sesuai dengan hasil analisis energi interaksi, ukuran kavitas, transfer muatan, dan visualisasi kerapatan elektron. Keberadaan molekul air pada fasa gas dimodelkan menggunakan mikrosolvasi menunjukan bahwa dua molekul air terikat pada kation Ni2+ dan Co2+. Pada fasa gas substituen -NH2 memberikan kestabilan kompleks paling tinggi untuk kompleks dengan Ni2+ atau Co2+. Pengaruh pelarut air pada fasa larutan dimodelkan dengan Polarized Continuum Model (PCM). Energi interaksi pada fasa larutan sesuai dengan nilai kestabilan kompleks Co2+ < Ni2+. Pola peningkatan kestabilan kompleks fasa larutan tersebut dikaji berdasarkan parameter energi interaksi dan momen dwi kutubnya. Pada fasa larutan kompleks [Ni2+.benzo-15-mahkota-5-CH3] dan [Co2+.benzo-15-mahkota-5-CH2CH3] memberikan kestabilan kompleks paling tinggi.

A molecular modeling on the interaction of the 15-crown-5 ether derivatives toward Ni2+ and Co2+ cations has been conducted by Density Functional Theory method at B3LYP. The effects of substituent groups and water molecules were the major focus of this theoretical study. This molecular modelling was carried out in gas and solvent phases. The electron withdrawing substituens (-Br, -COOH) reduced the interaction energies and the electron donating substituents (-NH2, -CH2CH3, -OH,- CH3, -OCH3) gives the opposite results. The gas-phase complex stabilization Co2+ < Ni2+. This result was confirmed by interaction energy, the amount of charge transfer and the electron density visualization. The effects of water molecules on gas-phase was modeling with microsolvation showed that two molecules water addition to complexes with Ni2+ or Co2+. In the gas-phase it found that -NH2 substituen gave highest stabilization complexes. The interaction 15-crown-5 ethers in solvent phase was studied by Polarized Continuum Model (PCM). The order of the solvent phase following stabilitation complex Co2+ < Ni2+. This stabilization complex trend was systematically studied from the interaction energy and the momen dipole of the complex in solvent phase. In the solvent phase gives result that [Ni2+.benzo-15-crown-5-CH3] and [Co2+.benzo-15-crown-5-CH2CH3] has higest complex stabilization.

Kata Kunci : 15-mahkota-5, DFT, mikrosolvasi, PCM.