KAJIAN INTERAKSI MOLEKUL CO DENGAN KLUSTER ATOM KOBALT MENGGUNAKAN METODE DENSITY FUNCTIONAL THEORY (DFT)

HAMONANGAN REKSO DIPUTRO S., Dr. rer. nat Ria Armunanto, M.Si; Prof. Dr. A. H. Bambang Setiaji, M.Sc

2016 | Skripsi | S1 KIMIA

Kajian interaksi gas CO pada kluster atom kobalt dengan metode Density Functional Theory (DFT) telah dikerjakan. Metode komputasi DFT dengan enam variasi fungsi densitas digunakan untuk menentukan model kluster kobalt terstabil dari kristal Co hcp. Pengamatan interaksi kluster kobalt dengan satu molekul CO dan CO2, interaksi penutupan permukaan (coverage) molekul CO pada kluster kobalt, dan dilakukan juga pengamatan spektra vibrasi IR stretching ikatan C-O struktur kompleks kobalt-karbonil. Model kluster kobalt terbaik yang ditentukan dengan optimasi geometri dengan metode DFT/B3LYP adalah struktur kluster Co4. Kluster Co4 bersifat lebih selektif terhadap molekul CO daripada molekul CO������¬2, dengan urutan preferensi pengikatan ligan CO oleh kluster Co4 yaitu hollow > bridge > on-top, sedangkan urutan preferensi pengikatan ligan CO2 oleh kluster Co4 adalah hollow > on-top > bridge. Kluster Co4 mengikat ligan CO dengan nilai kuat ikatan ligan-kluster per jumlah ligan terbesar pada keadaan low coverage, dengan ������¸ sebesar 0.33 dan nilai kuat ikatan per jumlah ligan CO sebesar 46,179 kkal/mol. Pengikatan ligan CO oleh kluster Co4 mengakibatkan red shift pada frekuensi serapan vibrasi IR stretching ikatan C-O terhadap frekuensi serapan vibrasi IR molekul CO bebas.

A theoretical study of the interaction of CO molecules on cobalt atom cluster with the density functional theory (DFT) has been carried out. The DFT computational method with six variation of density functions were used to perform computational calculation on the determination of the most stable cluster model of cobalt from Co hcp crystals. Investigation of the interaction between cobalt cluster and one CO and CO2 molecule, and the surface enclosure by the CO ligands (coverage interaction), and the observation of IR vibration spectrum of C-O bond stretching from the structure of cobalt-carbonyl complexes also has been performed. The best cluster model of cobalt determined by geometry optimization using the DFT/B3LYP method is the structure of Co4 cluster. Co4 cluster shows a selectivity toward CO than CO2 molecules, with the preferred order of CO ligand binding position on Co4 cluster is hollow > bridge > on-top, meanwhile the preferred order of CO2 ligand binding position on the same cluster is hollow > bridge > on-top. Co4 cluster bind the CO ligands with the strongest bond energy per ligand quantity at low coverage condition, with the ������¸ value of 0.33 and the bond energy per ligand quantity of 46.179 kcal/mole. The binding of CO ligands by Co4 cluster has resulted in a red shift at the adsorbed frequency of IR stretching vibration of the C-O bond compared to the adsorbed frequency of IR vibration from a free CO molecule.

Kata Kunci : Kluster Co, Kobalt-Karbonil, Kompleks Organologam, Interaksi Penutupan Permukaan, DFT/B3LYP