Computational Chemistry to calculate BDE

Salah satu aplikasi kimia komputasi yang cukup penting adalah untuk menghitung BDE (bond dissociation energy). Hal ini banyak diterapkan di bidang yang berkaitan dengan high energy material mengingat menghitung BDE secara eksperimental sangat sulit dan cukup berbahaya. Oleh karena itu, sering digunakan data yang dihasilkan dari kimia komputasi.

Dalam bidang high energy material, BDE yang dikaji adalah pemutusan ikatan antara C-N atau N-N, biasanya yang pertama yang sering dikaji. Hal ini dikarenakan ikatan antara C-N adalah ikatan yang terlemah dan merupakan pemicu dari reaksi-reaksi yang selanjutnya. Oleh karena itu, biasanya senyawa high energy material selalu mengandung atom N dan O yang banyak dan sedikit mengandung atom C agar panas pembentukannya tinggi dan energi yang dihasilkan lebih besar. Senyawa yang banyak digunakan biasanya turunan azole.

BDE ini juga yang menunjukkan sensitivitas material, semakin kecil BDE artinya semakin sensitif karena energi yang kecil saja sudah bisa menyebabkan ikatan putus dan semakin besar BDE justru akan menjadi kurang efektif karena diperlukan energi yang besar untuk memutus ikatan. Lalu bagaimana cara menaikkan BDE? Ada banyak cara, salah satunya adalah dengan memasukkan gugus metil ke cincin azole atau menambahkan logam.

BDE adalah perbedaan energi antara molekul parent dengan molekul radikalnya di sebuah pemutusan ikatan homolitik. Dengan kata lain BDE adalah perubahan entalpi dari sebuah reaksi homolisis dalam kondisi vakum pada suhu 298 K yang dihitung dari jumlah entalpi (H298) produk  dikurangi reaktan.
R1-R2 -> R1.(g) + R2.(g)
BDE(R1-R2) = H298 R1.(g) + H298 R2.(g) – H298 (R1-R2)

Di mana R1. dan R2. adalah produk radikal setelah pemutusan ikatan secara homolitik dan R1-R2 merupakan molekul netralnya. H298 dihitung berdasarkan rumus  H298 = Ee + ZPE + Htrans + Hrot +Hvib + RT. Ee merupakan energi elektronik, ZPE adalah koreksi zero point energy, Htrans;Hvib;Hrot adalah koreksi entalpi yang dihitung berdasarkan kesetimbangan mekanika statistik dengan osilator harmonis dan pendekatan rigid rotor, RT (suku kerja PV) merupakan faktor konversi dari energi ke entalpi).

Selain itu terdapat rumus lain untuk menghitung BDE misalnya :
BDE(R1-R2) = [panas pembentukan R1. + panas pembentukan R2.] – panas pembentukan (R1-R2) dan yang paling sederhana adalah dengan BDE = E(R1.) + E(R2.) – E(R1-R2).

–bersambung–

One thought on “Computational Chemistry to calculate BDE

  1. Pingback: BDE C-C etana, etena dan etuna | neax502 simple blog

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s