Kimia Organik Fisik Lanjut
Konsep dasar hingga lanjut ilmu kimia
Kimia Organik Fisik mulai lahir pada abad 20 (lahir kembali pada abad 21) – ilmu yang mempelajari hubungan (interrelationships) antara struktur dan reaktivitas molekul organic (Anslyn dan Dougherty, 2006, hal. xxiii). Cabang ilmu ini makin berkembang karena telah merangkul cabang ilmu kimia yang baru seperti bioorganik, organologam, material, dan kimia supramolekul. Kimia bioorganik pada tingkat tertentu adalah kimia organik fisik pada protein, asam nukleat, oligosakarida, dan biomolekul lain. Kimia organologam berakar pada kimia kimia organik fisik. Studi polimer dan material lain mandapat manfaat dari kimia organik fisik. Pengembangan kimia supramolekul adalah hasil pemahaman yang lebih dalam dari kimia organik fisik interaksi antarmolekul.Kimia organik fisik lanjut adalah mempelajari konsep lanjut ilmu kimia, Gambar 1. Konsep lanjut diperlukan untuk menjelaskan hubungan struktur dan reakstivitas. Konsep lanjut tersebut adalah teori kuantum.
Konsep-konsep dalam 4 metode spektroskopi molekul
Apa yang dipelajari pada Matakuliah Kimia Organik Fisik Lanjut ?
Mata kuliah Kimia organik fisik Lanjut adalah studi saling-hubungan (interplay) antara struktur dan kereaktifan molekul organik tingkat lanjut (hasil makroskopik dijelaskan data-data pada tingkat molekul terutama hasil perhitungan pendekatan teori kuantum) (Anslyn dan Dougherty, 2006). Kimia Organik fisik adalah istilah yang diciptakan oleh Louis Hammett (1940). Struktur dan kereaktifan digambarkan dengan parameter-parameter kuantitatif (diturunkan dari fungsi gelombang orbital ψ dengan pendekatan teori kuantum). Titik fokus studi meliputi (1) tingkat energi reaksi molekul organik (energi molekul), (2) stabilitas molekul pereaksi (energi molekul), (3) molekul intermediet reaktif (energi molekul), (4) molekul keadaan transisi (energi molekul), dan molekul hasil reaksi kimia, dan (5) aspek pelepasan (pemutusan ikatan) kovalen dan (6) interaksi molekular yang mempengaruhi reaktivitas kimia. Studi semacam ini memberikan kerangka teoritis dan praktis untuk memahami bagaimana perubahan struktur akan mempengaruhi mekanisme reaksi dan tingkat untuk setiap reaksi organik yang menarik. Aplikasi dari pengetahuan ini sangat luas, seperti topik (a) fotokimia, (b) polimer dan kimia supramolekul, (c) bioorganik, (d) enzim, (e) dan biologi kimia, serta (f) usaha komersial yang melibatkan proses kimia, teknik kimia, sains bahan dan nanoteknologi, serta penemuan obat dengan pendekatan teori kuantum.
Materi Pembelajaran/Pokok Bahasan Kimia Organik Fisik Lanjut.
1. Parameter hasil penyelesaian persamaan Schrodinger dengan aproksimasi metode variasi dan teori gangguan (perturbasi).
2. Teori orbital (fungsi gelombang, ψ) molekul dan ikatan kimia dalam menentukan reaktivitas senyawa organik melalui kuadrat fungsi gelombang (ψ2) orbital sebagai parameter kerapatan elektron, geometri, muatan parsial, dan tingkat-tingkat energi dalam sistem kimia yang sederhana (H2O) dan kompleks (peptida, grafena, fosfolipid).
3. Tingkat energi HOMO dan LUMO dan parameter-parameter kereaktifan molekul turunannya (descriptor), dalam sistem kimia sederhana (H2O) dan kompleks (peptida, grafena, fosfolipid).
4. Metode kimia komputasi (kuantum) dalam menentukan reaktivitas senyawa organik melalui interpretasi data kerapatan elektron untuk menjelaskan transfer elektron (parameter NBO), interpretasi data-data geometri, muatan parsial, dan tingkat-tingkat energi untuk menjelaskan kestabilan molekul, dalam sistem kimia sederhana (H2O) dan kompleks (peptida, grafena, fosfolipid).Teori kuantum dan klasik untuk menginterpretasi data-data Termodinamika, Kinetika dan Dinamika eksperimen maupun komputasi.