Simulasi dinamika molekuler skandium(I) di dalam amonia cair dengan metode AB initio mekanika kuantum-mekanika molekuler

URIP, Dr. rer. nat. Ria Armunanto, M.Si

2009 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Studi sifat struktur ion Sc+(rumus) dalam amonia cair telah dilakukan dengan menggunakan simulasi dinamika molekuler (DM) dengan metode mekanika kuantum/mekanika molekuler (MK/MM). Kulit solvasi pertama dihitung dengan metode ab initio mekanika kuantum pada level Restricted Hartree–Fock (RHF) menggunakan basis set double-ζ valence plus double polarization (DZVP2) untuk Sc+ dan Dunning double-ζ plus polarization (DZP) untuk amonia. Solvasi di luar wilayah kulit pertama dihitung dengan metode mekanika molekuler. Struktur solvasi ion Sc+(rumus) dalam amonia cair dikarakterisasi menggunakan data RDF, CND, dan ADF yang diperoleh dari file trajektori. Simulasi DM dengan metode ab initio MK/MM menunjukkan bahwa struktur solvasi kulit pertama Sc(I) dalam amonia cair telah dapat diamati, sedangkan solvasi kulit kedua berdasarkan puncak RDF Sc-N tidak terbentuk. Pada solvasi kulit pertama terjadi berbagai spesies kompleks Sc(NH3)n +(rumus) di mana n mulai dari 1 hingga 7 dengan occurrance paling tinggi adalah Sc(NH3)3 +(rumus) (37,50%). Dengan banyaknya ragam spesies kompleks mengindikasikan bahwa solvasi kulit pertama bersifat fleksibel (tidak rigid) akibat terjadinya “structure breaking effect”.

Study of structural properties of Sc+(formula) in liquid ammonia has been carried out by means of the ab initio quantum mechanics/molecular mechanics (QM/MM) molecular dynamics (MD) simulation approach. The most important region, the first solvation shell, was treated by ab initio quantum mechanics at Restricted Hartree–Fock (RHF) level using double-ζ valence plus double polarization (DZVP2) basis sets for Sc+(formula) and Dunning double-ζ plus polarization (DZP) for ammonia, respectively. The remaining region was treated by molecular mechanics method. Solvation structure of Sc+ in liquid ammonia was characterized using RDF, CND, and ADF data obtained from trajectory files. QM/MM MD simulation has characterized structural properties of Sc(I) in liquid ammonia showing a flexible first solvation shell with various Sc(NH3)n +(formula) complex structures (n=1-7) due to “structure breaking effect”. The highest occurrence of the species is Sc(NH3)3 +(formula) (37.50%). No RDF Sc-N peak indicated for second solvation shell was observed.

Kata Kunci : Simulasi dinamika molekuler,Skandium(I),Amonia cair,Ab initio MK/MM,Solvasi, molecular dynamics simulation, scandium(I), liquid ammonia, solvation