Studi Komputasi Senyawa Kattiofen dan Kattiofen-Ti(OH)2 untuk
Aplikasi Sel Surya Tersensitasi Zat WarnaM. Faizal Ramadhani, Rizki
Putranto, Santy Athifah Zakiyah, Shafira Nurhasanah, Desy
Nurrohmah, Ellsha SeptyawantiJurusan Kimia, Fakultas Sains dan
Teknologi, UIN Sunan Gunung Djati
AbstrakPenelitian ini memprediksi sifat elektronik diagram
energi HOMO/LUMO, spektrum UV-Vis, dan rapatan orbital HOMO/LUMO,
spektrum NMR, tabel distribusi HOMO atau LUMO, panjang ikatan
rata-rata, geometri molekul, muatan formal, rapatan orbital HOMO
atau LUMO dari senyawa zat warna organik kattiofen dan sistem
kattiofen-Ti(OH)2 yang memodelkan interaksi senyawa zat warna
dengan unit Ti(OH)2 paling sederhana dilakukan untuk memprediksi
pengaruh zat warna tersebut supaya dapat diaplikasikan dalam sel
surya tersensitasi zat warna. Sel surya tersensitasi zat warna
merupakan salah satu generasi sel surya yang banyak diteliti sampai
saat ini. Sel surya ini menggunakan zat warna sebagai sensitizer
dan menjadi sangat menarik untuk dikembangkan karena membutuhkan
biaya produksi yang murah namum mampu menghasilkan kinerja yang
cukup baik. Dalam penelitian ini perhitungan komputasi dilakukan
menggunakan perangkat lunak Firefly dengan metoda DFT (teori fungsi
rapatan) dan TDDFT (teori fungsi rapatan fungsi waktu),
B3LYP/6-31G(d,p) dan perangkat lunak lain adalah GaussSum, Gabedit,
dan Chemcraft untuk semua atom. Spektrum UV-Vis senyawa kattiofen
hasil perhitungan komputasi memberikan serapan cahaya pada panjang
gelombang 362.133032641 nm (firefly) dengan kekuatan osilator
0.6097626 (firefly). Sedangkan interaksi kattiofen-Ti(OH)2
memberikan serapan cahaya pada panjang gelombang yang sedikit lebih
besar hingga 365.476479375 nm dengan kekuatan osilator hampir tetap
yaitu 0.7204663 (firefly). Diagram energi HOMO/LUMO untuk kattiofen
dan kattiofen-Ti(OH)2 memberikan band gap masing-masing sebesar
3.62458512 eV dan 2.89259308 eV.Kata kunci : kattiofen, band gap,
Ti(OH)2.
I. II. PENDAHULUANKimia sejak dahulu sudah terkenal sebagai ilmu
yang berlandaskan pada percobaan (eksperimen) . karena memang
setiap pemaparannya dilandaskan atas hasil penelitian dan percobaan
yang berarti pemahaman mengenai kimia akan didapat setelah
dilakukannya pengamatan atas hasil-hasil percobaan. Dengan
perkembangan zaman yang semakin maju yang diiringi perkembangan
ilmu pengetahuan, ilmu kimia mengalami perkembangan yang pesat.
Teori-teori baru mulai bermunculan, seperti penemuan mengenai
partikel yang bersifat seperti gelombang atau gelombang yang
bersifat seperti partikel, hingga pada penemuan mekanika kuantum
dengan persamaan schrodingernya.Sejak saat itu, pemahaman-pemahaman
mengenai kimia tidak hanya terbatas karena hasil percobaan tetapi
atas pengembangan teori teori juga, seperti teori mekanika kuantum
yang dappat meramalkan sifat-sifat dari suatu atom ataupun olekul.
Seperti yang diketahui perhitungan dengan penyelesaian yang begitu
rumit, persamaan mekanika kuantum tidaklah mudah apabila dikerjakan
dengan metode kalkulasi manual dengan kalkulator tangan. Maka
digunakanlah metode komputerisasi untuk mengkalkulasi penyelesaian
persamaan mekanika kuantum. Dengan metode komputerisasi maka
lahirlah kimia komputasi sebagai bagian dari ilmu kimia.Kimia
komputasi adalah salah satu cabang kimia yang dapat menerjemahkan
kimia teori dengan program komputer menjadi sifat-sifat dari
molekul, perhitungannya, juga perubahannya. Kimia komputasi juga
dapat memproses sistem-sistem besar dan menerapkan program tersebut
pada ilmu kimia nyata. Contohnya sifat-sifat molekul yang dihitung
antara lain struktur atos, energi dan selisih energi, muatan, momen
dipol, kereaktifan, frekuensi getaran dan besaran spektroskopi
lainnya. Metode komputasi molekul tidak selalu menggunakan teori
ikatan kimia modern dan mekanika kuantum. Komputasi molekul dapat
dipakai untuk penanganan molekul yang kompleks. Selain metode ini
dikembangkan metode lain yang tidak dilandasi oleh ikatan kimia
modern dan mekanika kuantum. Ikatan kimia tidak lagi diperhitungkan
sebagai akibat interaksi elektron-elektron, melainkan
disederhanakan dengan menggunakan prinsip mekanika klasik. Molekul
dianggap tersusun atas atom-atom yang berinteraksi satu sama lain
melalui model interaksi yang sesuai dengan hukum-hukum mekanika
klasik.Metode komputasi molekul secara sistematis dapat digolongkan
dalam berbagai pendekatan berikut: Metode mekanika molekul, metode
ini menggunakan dasar hukum-hukum fisika klasik sebagai
perhitugannya Metode mekanika kuantum, metode ini menggunakan dasar
hukum-hukum fisika kuantum sebagai perhitungannya. Pendekatan teori
struktur elektron Metode semi empiris Metode ab initio Pendekatan
teori fungsional kerapatan (DFT=Density Funcional theory)Untuk
mendapatkan hasil perhitungan komputasi dengan akurasi tinggi maka
pada umumnya pendekatan yang digunakan (metode ab initio) adalah
teori struktur elektron, tetapi pendekatan ini memiliki kekurangan
yaitu memerlukan waktu perhitungan komputasi yang lama dibandingkan
dengan perhitungan yang menggunakan pendekatan mekanika molekul.
Kelebihannya adalah pada umumnya menghasilkan perhitungan yang
mendekati penyelesaian sebenarnya karena semua pendekatan yang
telah dibuat dapat dianggap cukup kecil secara numerik relatif
terhadap penyelesaian sebenarnya. Secara elektron (ab initio)
memberikan hasil kualitatif yang sangat baik dan dapat memberikan
kenaikan keakuratan jika molekul yang diuji semakin kecil.III.
EKSPERIMENStruktur senyawa hipotesis yang dihitung diberikan pada
Gambar 1. Dalam penelitian ini perhitungan dilakukan dalam beberapa
tahap dengan menggunakan metoda B3LYP dan basis set 6-31G (d,p).
Koordinat senyawa yang akan dihitung dioptimasi menggunakan
perangkat lunak Firefly dan Gaussian 03W.Perhitungan pertama
merupakan perhitungan dengan menggunakan metode DFT, dan output
yang dihasilkan akan diolah lebih lanjut dengan perangkat lunak
yang sama dengan menggunakan metode TDDFT. Untuk perhitungan DFT,
dilakukan optimasi geometri, sedangkan untuk perhitungan TDDFT
hanya menggunakan perhitungan satu titik. Dari hasil perhitungan
TDDFT tersebut dapat diketahui spektrum UV-Vis dan perbedaan pita
energi HOMO LUMO dari masing-masing senyawa.
Gambar 1.Struktur (a) senyawa kattiofen dan (b) senyawa
kattiofen-Ti(OH)2
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Kattiofen Dari hasil perhitungan dengan memasukkan data TDDFT
pada aplikasi gaussSum diperoleh grafik data UV-Vis untuk senyawa
kattiofen adalah sebagai berikut,
Gambar 2.Spektrum UV-Vis kattiofen hasil perhitungan
komputasiDari hasil data perhitungan diperoleh data UV-Vis untuk
senyawa kattiofen untuk panjang gelombang sebagai berikut,Tabel
1.Data panjang gelombang senyawa kattiofen hasil perhitungan
komputasiPanjang gelombang (nm)Kekuatan Osilator
362.1330326410.6097626
316.0965165760.1412969
285.2755817830.0411999
277.4213293280.0049834
261.5782638324.63e-05
250.0167910180.1211676
239.0979188260.0403211
Berdasarkan data yang diperoleh panjang gelombang pada puncak
tertinggi dari senyawa kattiofen berada pada sekitar 362.133032641
nm sesuai dengan grafik yang diperoleh. Puncak kedua memiliki
panjang gelombang sebesar 316.096516576 nm. Puncak ketiga memiliki
panjang gelombang sebesar 250.016791018 nm dan puncak keempat
memiliki panjang gelombang sebesar 285.275581783 nm. Selain itu
diperoleh juga data UV-Vis lainnya.Tabel 2 memperlihatkan
probabilitas eksitasi elektron secara lengkap pada molekul zat
warna kattiofen hasil perhitungan TDDFT menggunakan perangkat lunak
Firefly.Tabel 2.Probabilitas eksitasi elektron senyawa kattiofen
hasil perhitungan Firefly (Keterangan : H = HOMO, L = LUMO)Kekuatan
OsilatorEnergi (eV)Kontribusi Utama
0.60976263.4237HOMOLUMO (96%)
0.14129693.9223H-1LUMO (88%)
0.04119994.3461H-2LUMO (94%)
0.00498344.4692H-3LUMO (80%)
4.63e-054.7399HOMOL+2 (84%)
0.12116764.9590HOMOL+1 (72%), HOMOL+3 (10%)
0.04032115.1855HOMOL+3 (66%)
Kekuatan OsilatorEnergi (eV)Kontribusi Minor
0.60976263.4237H-1LUMO (3%)
0.14129693.9223H-3LUMO (3%), HOMOLUMO (4%), HOMOL+1 (4%)
0.04119994.3461HOMOL+1 (2%)
0.00498344.4692H-1LUMO (4%), HOMOL+1 (7%), HOMOL+3 (6%)
4.63x10-54.7399H-1L+2 (9%), HOMOL+3 (5%)
0.12116764.9590H-4LUMO (2%), H-3LUMO (3%), H-1LUMO (2%), H-1L+3
(2%), H-1L+5 (2%), HOMOL+2 (2%)
0.04032115.1855H-4LUMO (3%), H-3LUMO (9%),H-2LUMO (2%), H-1L+1
(2%), HOMOL+1 (6%), HOMOL+2 (3%), HOMOL+4 (4%), HOMOL+5 (2%)
Dalam senyawa kattiofen, terdapat beberapa puncak dengan
intensitas yang berbeda-beda. Puncak paling tinggi dihasilkan pada
energi 3.4237 eV dengan kekuatan osilator sebesar 0.6097626, dimana
puncak paling tinggi ini dihasilkan oleh eksitasi elektron dari
HOMOLUMO sebanyak 96%. Selain itu, puncak tertinggi ini juga
dihasilkan dari kontribusi minor dari eksitasi elektron H-1LUMO
sebanyak 3%. Puncak tertinggi kedua dihasilkan pada energi 3.9223
eV dengan kekuatan osilator sebesar 0.1412969, dimana pada puncak
paling tinggi ini dihasilkan dari eksitasi elektron dari H-1LUMO
sebanyak 88%. Puncak tertinggi ketiga dihasilkan pada energi 4.9590
eV dengan kekuatan osilator sebesar 0.1211676, dimana puncak
tertinggi ini dihasilkan oleh eksitasi elektron dari HOMOL+1
sebanyak 72%, dan HOMOL+3 sebanyak 10%. Puncak tertinggi keempat
dihasilkan pada energi 4.3461 eV dengan kekuatan osilator
0.0411999, dimana pada puncak paling tinggi ini dihasilkan dari
eksitasi elektron dari H-2LUMO .
(a)
(b)Gambar 2.Hasil Optimasi geometri senyawa kattiofen (a)
menggunakan Chemcraft dan (b) menggunakan AvogadroTabel 3
menunjukkan panjang ikatan dari masing-masing atom dalam senyawa
kattiofen. Panjang ikatan ini diperoleh dengan menggunakan aplikasi
gabedit dengan memasukkan data output TDDFT.Tabel 3.Data panjang
ikatan tiap atom dalam senyawa kattiofenIkatanPanjang ikatan
C - C1.422
C - C1.492
C - C1.444
C - C1.508
C - C1.412
C - C1.400
C - C1.396
Rata-rata1.655
IkatanPanjang ikatan
C = C1.397
C = C1.403
C = C1.363
C = C1.409
C = C1.396
C = C1.415
Rata- rata1.397
IkatanPanjang ikatan
C - H1.081
C - H1.082
C - H1.082
C - H1.085
C - H1.068
C - H1.084
C - H1.083
Rata- rata1.081
IkatanPanjang ikatan
C N1.158
IkatanPanjang ikatan
C - O1.352
C - O1.352
Rata-rata1.352
IkatanPanjang ikatan
O - H0.964
O - H0.964
Rata-rata0.964
IkatanPanjang ikatan
C - S1.658
C - S1.665
Rata-rata1.662
Bila dilihat data ini sesuai dengan struktur dari senyawa
kattiofen. Terdapat ikatan C-C sebanyak 7 ikatan dengan panjang
ikatan rata-rata sebesar 1.655. Ikatan C=C sebanyak 6 ikatan dengan
panjang ikatan rata-rata sebesar 1.397. Ikatan C-H sebanyak 7
ikatan dengan panjang ikatan rata-rata sebesar 1.081 . Ikatan C N
sebesar 1.158. Ikatan C-O sebanyak 2 ikatan dengan panjang ikatan
rata-rata sebesar 1.352. Ikatan O-H dengan panjang ikatan rata-rata
0.964 dan panjang ikatan rata-rata dari C-S sebesar
1.662.Selanjutnya Tabel 4 menjelaskan tentang muatan formal dari
masing-masing atom dalam senyawa kattiofen. Muatan formal ini
diperoleh dari hasil perhitungan firefly dan membuka data output
TDDFT dalam aplikasi gabedit. Tabel 4.Data muatan formal dari
senyawa kattiofen hasil perhitungan komputasiNOSIMBOLCHARGE
1C-0.113286
2C-0.124302
3C0.079816
4C-0.016804
5C-0.126427
6C0.066344
7O-0.257195
8O-0.258247
9H0.124663
10H0.119929
11H0.231534
12H0.228020
13H0.131454
14C-0.070760
15C-0.028748
16C-0.188213
17C0.000024
18N-0.121476
19S0.395397
20C-0.303091
21C-0.137271
22C-0.141166
23H0.124079
24H0.144793
25H0.116952
26H0.123982
Berdasarkan hasil perhitungan diketahui bahwa terdapat atom
dengan muatan parsial positif dan muatan parsial negatif. Dari data
tersebut dapat dilihat bahwa pada C1-C6 terdapat dua atom C dengan
muatan formal positif. Muatan formal positif ini karena dilihat
dari C yang lebih parsial positif dibandingkan dengan O yang lebih
parsial negatif, sedangkan pada saat atom C berikatan dengan atom H
atom C lebih parsial negatif dan H lebih parsial positif. Begitupun
O lebih parsial negatif bila dibandingkan dengan atom H yang
parsial positif., sedangkan saat C berikatan dengan atom N maka N
lebih parsial negatif dan C lebih parsial positif. Diagram
penyebaran elektron dominan pada perhitungan senyawa kattiofen
dengan menggunakan perangkat lunak gabedit perhitungan komputasi
menghasilkan data yang sama persis, diagram penyebaran elektron
dapat dilihat pada Gambar 3 (a)(b) (c)(d) (e)(f) (g)(h) (j)(k)
(k)Gambar 3.Diagram Penyebaran Elektron Hasil Perhitungan
Komputasi Senyawa kattiofen (a) pada orbital H, (b) pada orbital
H-1, (c) pada orbital H-2, (d) pada orbital H-3, (e) pada orbital
H-4, (f) pada orbital L, (g) pada orbital L+1,(h) pada orbital
L+2,(i) pada orbital L+3,(j) pada orbital L+4,(k) pada orbital
L+5Gambar 3 menunjukkan daerah penyebaran elektron HOMO LUMO dalam
senyawa kattiofen. Gambar ini diperoleh dengan membuka hasil output
TDDFT dalam aplikasi gabedit.
Gambar 4.Pita Energi kattiofen hasil perhitungan komputasiGambar
4 merupakan pita energi dari senyawa kattiofen. Dengan membuka
hasil output TDDFT dalam aplikasi chemcraft maka dapat dilihat pita
energinya seperti diatas. Dalam studi komputasi ini, dihasilkan
perbedaan pita energi yang dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
Perbedaan pita energi yang dihasilkan, merupakan hasil perhitungan
komputasi yang dilakukan dengan menggunakan metode perhitungan
TDDFT. Perbedaan pita energi yang dihasilkan merupakan selisih
antara energi LUMO dengan energi HOMO dengan nilai yang bervariasi
pada masing-masing perhitungannya. Nilai perbedaan pita energi yang
semakin kecil, menandakan bahwa semakin mudah suatu elektron
berpindah dari tingkatan energi yang rendah, ke tingkatan energi
yang lebih tinggi. Perpindahan elektron ini dapat terjadi dengan
adanya pengaruh suhu dan penyinaran sinar matahari, dengan
intensitas penyinaran yang sesuai dengan nilai band gap. Oleh
karena itu, daya serap terhadap cahaya matahari dari suatu zat
warna akan sangat ditentukan oleh besar kecilnya perbedaan pita
energi yang dimiliki oleh suatu zat warna. Dari gambar dibawah ini
didapatkan Band Gap sebesar 3.62458512 eV.Selain spektrum UV-Vis
didapatkan pula kurva spektrum IR dan NMR, dibawah ini digambarkan
kurva kedua spektrum tersebut. Berikut merupakan gambar spektrum IR
dan spektrum NMR,
Gambar 5.Spektrum IR kattiofen hasil perhitungan komputasi
Gambar 6.Spektrum NMR kattiofen hasil perhitungan komputasi
B. Kattiofen-Ti(OH)2Dari hasil perhitungan dengan memasukkan
data TDDFT pada aplikasi gausumm diperoleh grafik data UV VIS untuk
senyawa kattiofen adalah sebagai berikut:
Gambar 7.Spektrum UV-Vis kattiofen-Ti(OH)2. hasil perhitungan
komputasiDari hasil data perhitungan diperoleh data UV-Vis untuk
senyawa kattiofen untuk panjang gelombang sebagai berikut,Tabel
5.Data panjang gelombang senyawa kattiofen-Ti(OH)2 hasil
perhitungan komputasiPanjang gelombang (nm)Kekuatan Osilator
365.4764793750.7204663
439.1428239820.1236537
341.5658493440.0951111
568.4182641730.0028465
332.2112525360.0002696
313.6003562910.0002367
404.2453262460.0001135
Berdasarkan data yang diperoleh panjang gelombang pada puncak
tertinggi dari senyawa kattiofen berada pada sekitar 365.476479375
nm sesuai dengan grafik yang diperoleh. Puncak kedua memiliki
panjang gelombang sebesar 439.142823982 nm, dan puncak ketiga
memiliki panjang gelombang sebesar 341.565849344 nm.Tabel 6
memperlihatkan probabilitas eksitasi elektron secara lengkap pada
molekul zat warna kattiofen hasil perhitungan TDDFT menggunakan
perangkat lunak Firefly.Tabel 6.Probabilitas eksitasi elektron
senyawa kattiofen-Ti(OH)2 hasil perhitungan Firefly (Keterangan : H
= HOMO, L = LUMO)Kekuatan OsilatorEnergi (eV)Kontribusi Utama
0.72046633.3924HL+1 (25%), HL+2 (72%)
0.12365372.8233HL+1 (70%), HL+2 (22%)
0.09511113.6299H-1L+1 (84%)
0.00284652.1812HL (90%)
0.00026963.7321H-3L (60%), H-2L (32%)
0.00023673.9536HL+3 (88%)
0.00011353.0671H-1L (88%)
Kekuatan OsilatorEnergi (eV)Kontribusi Minor
0.72046633.3924H-1L+2 (2%)
0.12365372.8233H-1L+1 (4%), H-1L+2 (3%)
0.09511113.6299H-1L+2 (4%), HL+1 (4%), HL+4 (2%)
0.00284652.1812H-1L (8%)
0.00026963.7321H-4L (2%), H-1L (2%), HL (3%)
0.00023673.9536H-1L+3 (6%), HL+4 (3%)
0.00011353.0671H-3L (2%), H-2L (2%), HL (7%)
Dalam senyawa kattiofen, terdapat beberapa puncak dengan
intensitas yang berbeda-beda. Puncak paling tinggi dihasilkan pada
energi 3.3924 eV dengan kekuatan osilator sebesar 0.7204663, dimana
puncak paling tinggi ini dihasilkan oleh eksitasi elektron dari
HL+1 sebanyak 25% dan HL+2 sebanyak 72%. Selain itu, puncak
tertinggi ini juga dihasilkan kontribusi minor dari eksitasi
elektron H-1L+2 sebanyak 2%. Puncak tertinggi kedua dihasilkan pada
energi 2.8233 eV dengan kekuatan osilator sebesar 0.1236537, dimana
pada puncak paling tinggi ini dihasilkan dari eksitasi elektron
dari HL+1 sebanyak 70 dan HL+2 sebanyak 22%. Puncak tertinggi
ketiga dihasilkan pada energi 3.6299 eV dengan kekuatan osilator
sebesar 0.0951111, dimana puncak tertinggi ini dihasilkan oleh
eksitasi elektron dari H-1L+1 sebanyak 84%.
(a)
(b)Gambar 8.Hasil Optimasi geometri senyawa kattiofen-Ti(OH)2
(a) menggunakan Chemcraft dan (b) menggunakan AvogadroTabel 7
menunjukkan panjang ikatan dari masing-masing atom dalam senyawa
kattiofen. Panjang ikatan ini diperoleh dengan menggunakan aplikasi
gabedit dengan memasukkan data output TDDFT.
Tabel 7.Data panjang ikatan tiap atom dalam senyawa
kattiofen-Ti(OH)2IkatanPanjang ikatan
C - C1.423
C - C1.466
C - C1.434
C - C1.455
C - C1.412
C - C1.389
C - C1.380
Rata-rata1.423
IkatanPanjang ikatan
C = C1.366
C = C1.378
C = C1.366
C = C1.420
C = C1.412
C = C1.396
Rata- rata1.389
IkatanPanjang ikatan
C - H1.081
C - H1.084
C - H1.084
C - H1.088
C - H1.085
C - H1.081
C - H1.085
Rata- rata1.084
IkatanPanjang ikatan
C N1.165
IkatanPanjang ikatan
C - O1.371
C - O1.365
Rata-rata1.368
IkatanPanjang ikatan
O - H0.965
O - H0.964
Rata-rata0.9645
IkatanPanjang ikatan
C - S1.736
C - S1.756
Rata-rata1.746
IkatanPanjang ikatan
Ti-O (C)1.850
Ti-O (C)1.855
Rata-rata1.852
IkatanPanjang ikatan
Ti-O (H)1.796
Ti-O (H)1.794
Rata-rata1.795
Bila dilihat data ini sesuai dengan struktur dari senyawa
kattiofen-Ti(OH)2. Terdapat ikatan C-C sebanyak 7 ikatan dengan
panjang ikatan rata-rata sebesar 1.423. Ikatan C=C sebanyak 6
ikatan dengan panjang ikatan rata-rata sebesar 1.389. Ikatan C-H
sebanyak 7 ikatan dengan panjang ikatan rata-rata sebesar 1.084 .
Ikatan C N sebesar 1.165. Ikatan C-O sebanyak 2 ikatan dengan
panjang ikatan rata-rata sebesar 1.368. Ikatan O-H dengan panjang
ikatan rata-rata 0.9645. Ikatan C-S sebanyak 2 ikatan dengan
panjang ikatan rata-rata sebesar 1.662. Ikatan Ti-O yang terikat
pada atom C sebanyak 2 ikatan dengan panjang ikatan rata-rata
sebesar 1.852 dan ikatan Ti-O yang terikat pada atom H sebanyak 2
ikatan dengan panjang rata-rata sebesar 1.795.Selanjutnya Tabel 8
menjelaskan tentang muatan formal dari masing-masing atom dalam
senyawa kattiofen-Ti(OH)2. Muatan formal ini diperoleh dari hasil
perhitungan firefly dan membuka data output TDDFT dalam aplikasi
gabedit. Tabel 8.Data muatan formal dari senyawa kattiofen-Ti(OH)2
hasil perhitungan komputasiNOSIMBOLCHARGE
1C-0.013875
2C-0.120289
3C0.082673
4C-0.105293
5C-0.119264
6C0.096203
7O-0.264999
8O-0.258146
9H0.124163
10H0.133461
11H0.128460
12Ti0.640394
13O-0.365018
14O-0.367646
15H0.249238
16H0.249979
17C-0.074117
18C-0.035258
19C-0.147024
20C-0.000130
21N-0.130166
22S0.304560
23C-0.259271
24C-0.124956
25C-0.130115
26H0.121684
27H0.134916
28H0.120294
29H0.129540
Berdasarkan hasil perhitungan diketahui bahwa terdapat atom
dengan muatan parsial positif dan muatan parsial negatif. Dari data
tersebut dapat dilihat bahwa pada C1-C6 terdapat dua atom C dengan
muatan formal positif. Muatan formal positif ini karena dilihat
dari C yang lebih parsial positif dibandingkan dengan O yang lebih
parsial negatif, sedangkan pada saat atom C berikatan dengan atom H
atom C lebih parsial negatif dan H lebih parsial positif. Begitupun
O lebih parsial negatif bila dibandingkan dengan atom H yang
parsial positif, sedangkan saat C berikatan dengan atom N maka N
lebih parsial negatif dan C lebih parsial positif. Diagram
penyebaran elektron dominan pada perhitungan senyawa
kattiofen-Ti(OH)2 dengan menggunakan perangkat lunak gabedit
perhitungan komputasi menghasilkan data yang sama persis, diagram
penyebaran elektron dapat dilihat pada Gambar 9 (a) (b) (c)(d)
(e)(f)
(g)(h) (i) (j)Gambar 9.Diagram Penyebaran Elektron Hasil
Perhitungan Komputasi Senyawa kattiofen-Ti(OH)2 (a) pada orbital
HOMO, (b) pada orbital H-1, (c) pada orbital H-2, (d) pada orbital
H-3, (e) pada orbital H-4, (f) pada orbital LUMO, (g) pada orbital
L-1, (h) pada orbital L-2, (i) pada orbital L-3, (j) pada orbital
L-4Gambar 9 menunjukkan daerah penyebaran elektron HOMO LUMO dalam
senyawa kattiofen-Ti(OH)2. Gambar ini diperoleh dengan membuka
hasil output TDDFT dalam aplikasi gabedit.
Gambar 10.Pita Energi kattiofen-Ti(OH)2. hasil perhitungan
komputasiGambar 10 merupakan pita energi dari senyawa
kattiofen-Ti(OH)2. Dengan membuka hasil output TDDFT dalam aplikasi
chemcraft maka dapat dilihat pita energinya seperti diatas. Dalam
studi komputasi ini, dihasilkan perbedaan pita energi yang dapat
dilihat pada tabel dibawah ini. Perbedaan pita energi yang
dihasilkan, merupakan hasil perhitungan komputasi yang dilakukan
dengan menggunakan metode perhitungan TDDFT. Perbedaan pita energi
yang dihasilkan merupakan selisih antara energi LUMO dengan energi
HOMO dengan nilai yang bervariasi pada masing-masing
perhitungannya. Nilai perbedaan pita energi yang semakin kecil,
menandakan bahwa semakin mudah suatu elektron berpindah dari
tingkatan energi yang rendah, ke tingkatan energi yang lebih
tinggi. Perpindahan elektron ini dapat terjadi dengan adanya
pengaruh suhu dan penyinaran sinar matahari, dengan intensitas
penyinaran yang sesuai dengan nilai band gap. Oleh karena itu, daya
serap terhadap cahaya matahari dari suatu zat warna akan sangat
ditentukan oleh besar kecilnya perbedaan pita energi yang dimiliki
oleh suatu zat warna. Dari gambar dibawah ini didapatkan Band Gap
sebesar 2.89259308 eV.Selain spektrum UV-Vis didapatkan pula kurva
spektrum IR dan NMR, dibawah ini digambarkan kurva kedua spektrum
tersebut. Berikut merupakan gambar spektrum IR dan spektrum
NMR,
Gambar 11.Spektrum IR kattiofen-Ti(OH)2 hasil perhitungan
komputasi
Gambar 12.Spektrum NMR kattiofen-Ti(OH)2 hasil perhitungan
komputasi
C. Redoks Kattiofen 1 (Icharg : -2 dan Multi :1)Dari hasil
perhitungan dengan memasukkan data TDDFT pada aplikasi gaussSum
diperoleh grafik data UV-Vis untuk senyawa redoks kattiofen 1
adalah sebagai berikut,
Gambar 13.Spektrum UV-Vis kattiofen hasil perhitungan
komputasiDari hasil data perhitungan diperoleh data UV-Vis untuk
senyawa redoks kattiofen 1 untuk panjang gelombang sebagai
berikut,Tabel 9.Data panjang gelombang senyawa kattiofen redoks 1
hasil perhitungan komputasiPanjang gelombang ( nm )Kekuatan
osilator
753.0667011010.2063683
595.862493864.7e-06
489.3015976060.034511
483.7669931271.1e-06
397.9162195790.6466298
389.350084919.5e-06
382.8743864173.4e-06
Berdasarkan data yang diperoleh panjang gelombang pada puncak
tertinggi dari senyawa kattiofen berada pada sekitar 397.916219579
nm sesuai dengan grafik yang diperoleh. Puncak kedua memiliki
panjang gelombang sebesar 753.066701101 nm dan puncak ketiga
memiliki panjang gelombang sebesar 489.301597606 nm. Selain itu
diperoleh juga data UV VIS lainnyaTabel 10 memperlihatkan
probabilitas eksitasi elektron secara lengkap pada molekul zat
warna redoks kattiofen 1 hasil perhitungan TDDFT menggunakan
perangkat lunak Firefly.Tabel 10.Probabilitas eksitasi elektron
senyawa redoks kattiofen 1 hasil perhitungan Firefly (Keterangan :
H = HOMO, L = LUMO)Kekuatan osilatorEnergi(eV)Kontribusi Utama
0.20636831.6464HOMOLUMO (95%)
4.7e-062.0808H-1LUMO (97%)
0.0345112.5339HOMOL+1 (97%)
1.1e-062.5629HOMOL+2 (99%)
0.64662983.1158H-2LUMO (92%)
9.5e-063.1844HOMOL+3 (98%)
3.4e-063.23382H-3LUMO (91%)
Kekuatan osilatorEnergi(eV)Kontribusi Minor
0.20636831.6464H-2LUMO (7%), LUMOHOMO (5%)
4.7e-062.0808H-1L+1 (2%)
0.0345112.5339
1.1e-062.5629
0.64662983.1158HOMOLUMO (8%), LUMOHOMO (2%)
9.5e-063.1844
3.4e-063.23382H-3L+1 (3%), H-1L+1 (3%)
Dalam senyawa kattiofen redoks 1, terdapat beberapa puncak
dengan intensitas yang berbeda-beda. Puncak paling tinggi
dihasilkan pada energi 3.1158 eV dengan kekuatan osilator sebesar
0.6466298, dimana puncak paling tinggi ini dihasilkan oleh eksitasi
elektron dari H-2LUMO sebanyak 92%. Selain itu, puncak tertinggi
ini juga dihasilkan dari kontribusi minor dari eksitasi HOMOLUMO
sebanyak 8%, LUMOHOMO sebanyak 2%. Puncak tertinggi kedua
dihasilkan pada energi 1.6464 eV dengan kekuatan osilator sebesar
0.2063683, dimana pada puncak paling tinggi ini dihasilkan dari
eksitasi elektron dari HOMOLUMO sebanyak 95%. Puncak tertinggi
ketiga dihasilkan pada energi 2.5339 eV dengan kekuatan osilator
sebesar 0.034511, dimana pada puncak paling tinggi ini dihasilkan
dari eksitasi elektron dari HOMOL+1 sebanyak 97%. Tabel 10
memperlihatkan probabilitas eksitasi elektron secara lengkap pada
molekul zat warna dopamin hasil perhitungan TDDFT menggunakan
perangkat lunak Firefly.
(a)
(b)Gambar 14.Hasil Optimasi geometri senyawa redoks kattiofen 1
(a) menggunakan Chemcraft dan (b) menggunakan AvogadroTabel 11
menunjukkan panjang ikatan dari masing-masing atom dalam senyawa
redoka kattiofen 1. Panjang ikatan ini diperoleh dengan menggunakan
aplikasi gabedit dengan memasukkan data output TDDFT.Tabel 11.Data
panjang ikatan tiap atom dalam senyawa redoks kattiofen 1
IkatanPanjang ikatan
C-C1.416
C-C1.440
C-C1.416
C-C1.401
C-C1.447
C-C1.466
C-C1.525
C-C1.413
Rata-rata1.441
IkatanPanjang ikatan
C = C1.372
C = C1.401
C = C1.433
C = C1.438
C = C1.364
Rata- rata1.402
IkatanPanjang ikatan
C - H1.081
C - H1.089
C - H1.084
C - H1.091
C - H1.085
C - H1.092
C - H1.091
Rata- rata1.088
IkatanPanjang ikatan
C N1.175
IkatanPanjang ikatan
C = O1.249
C = O1.268
Rata-rata1.259
IkatanPanjang ikatan
C - S1.761
C - S1.785
Rata-rata1.773
Bila kita lihat data ini sesuai dengan struktur dari senyawa
redoks kattiofen 1. Terdapat C-C sebanyak 8 dengan panjang ikatan
rata-rata sebesar 1.655. Ikatan C=C sebanyak 5 ikatan dengan
panjang ikatan rata-rata sebesar 1.402. Ikatan C-H sebanyak 7
ikatan dengan panjang ikatan rata-rata sebesar 1.088 . Ikatan C N
sebesar 1.175. Ikatan C=O sebanyak 2 ikatan dengan panjang ikatan
rata-rata sebesar 1.259 dan panjang ikatan rata-rata dari C-S
sebesar 1.773.Selanjutnya Tabel 12 menjelaskan tentang muatan
formal dari masing-masing atom dalam senyawa redoks kattiofen 1.
Muatan formal ini diperoleh dari hasil perhitungan firefly dan
membuka data output TDDFT dalam aplikasi gabedit.Tabel 12.Data
muatan formal dari senyawa redoks kattiofen 1 hasil perhitungan
komputasiNOSIMBOLCHARGE
1C-0.127290
2C-0.200228
3C0.088854
4C0.037947
5C-0.286445
6C-0.036729
7C-0.137256
8C-0.149637
9C-0.006561
10C-0.112889
11C-0.231512
12C-0.155075
13C-0.368453
14S0.189139
15N-0.277832
16O-0.373290
17O-0.478968
18H0.075447
19H0.101510
20H0.068177
21H0.102387
22H0.102178
23H0.082446
24H0.094079
Berdasarkan hasil perhitungan diketahui bahwa terdapat atom
dengan muatan parsial positif dan muatan parsial negatif. Dari data
tersebut dapat dilihat bahwa pada C1-C13 terdapat dua atom C dengan
muatan formal positif. Muatan formal positif ini karena dilihat
dari C yang lebih parsial positif dibandingkan dengan O yang lebih
parsial negatif. Sedangkan pada saat atom C berikatan dengan atom H
atom C lebih parsial negatif dan H lebih parsial positif. Sedangkan
saat C berikatan dengan atom N maka N lebih parsial negatif dan C
lebih parsial positif. Diagram penyebaran elektron dominan pada
perhitungan senyawa redoks kattiofen 1 dengan menggunakan perangkat
lunak gabedit perhitungan komputasi menghasilkan data yang sama
persis, diagram penyebaran elektron dapat dilihat di Gambar 15.
(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)Gambar 15.Diagram Penyebaran Elektron Hasil
Perhitungan Komputasi Senyawa redoks kattiofen 1 (a) pada orbital
H, (b) pada orbital H-1, (c) pada orbital H-2, (d) pada orbital
H-3, (e) pada orbital L, (f) pada orbital L+1 (g) pada orbital L+2,
(h) pada orbital L+3Gambar 15 menunjukkan daerah penyebaran
elektron HOMO LUMO dalam senyawa kattiofen. Gambar ini diperoleh
dengan membuka hasil output TDDFT dalam aplikasi gabedit.
Gambar 16.Pita Energi redoks kattiofen 1 hasil perhitungan
komputasiGambar 16 merupakan pita energi dari senyawa redoks
kattiofen 1. Dengan membuka hasil output TDDFT dalam aplikasi
chemcraft maka dapat dilihat pita energinya seperti diatas. Dalam
studi komputasi ini, dihasilkan perbedaan pita energi yang dapat
dilihat pada tabel dibawah ini. Perbedaan pita energi yang
dihasilkan, merupakan hasil perhitungan komputasi yang dilakukan
dengan menggunakan metode perhitungan TDDFT. Perbedaan pita energi
yang dihasilkan merupakan selisih antara energi LUMO dengan energi
HOMO dengan nilai yang bervariasi pada masing-masing
perhitungannya. Nilai perbedaan pita energi yang semakin kecil,
menandakan bahwa semakin mudah suatu elektron berpindah dari
tingkatan energi yang rendah, ke tingkatan energi yang lebih
tinggi. Perpindahan elektron ini dapat terjadi dengan adanya
pengaruh suhu dan penyinaran sinar matahari, dengan intensitas
penyinaran yang sesuai dengan nilai band gap. Oleh karena itu, daya
serap terhadap cahaya matahari dari suatu zat warna akan sangat
ditentukan oleh besar kecilnya perbedaan pita energi yang dimiliki
oleh suatu zat warna. Dari gambar dibawah ini didapatkan Band Gap
sebesar 1.77147516 eV.Selain spektrum UV-Vis didapatkan pula kurva
spektrum IR dan NMR, dibawah ini digambarkan kurva kedua spektrum
tersebut. Berikut merupakan gambar spektrum IR dan spektrum
NMR,
Gambar 17.Spektrum IR kattiofen hasil perhitungan komputasi
Gambar 18.Spektrum NMR kattiofen hasil perhitungan komputasi
D. Redoks Kattiofen 2 (Icharg : 0 dan Multi :1)Dari hasil
perhitungan dengan memasukkan data TDDFT pada aplikasi gaussSum
diperoleh grafik data UV-Vis untuk senyawa redoks kattiofen 2
adalah sebagai berikut,
Gambar 19.Spektrum UV-Vis redoks kattiofen 2 hasil perhitungan
komputasiDari hasil data perhitungan diperoleh data UV-Vis untuk
senyawa redoks kattiofen 2 untuk panjang gelombang sebagai
berikut,Tabel 13.Data panjang gelombang senyawa kattiofen hasil
perhitungan komputasiPanjang gelombang (nm)Kekuatan Osilator
741.9565691811e-07
490.6220074320.2447597
423.0890493281.4e-06
384.5996759550.0982519
366.4551669830.0032247
346.465352375.9e-06
329.1527010410.461238
Berdasarkan data yang diperoleh panjang gelombang pada puncak
tertinggi dari senyawa kattiofen berada pada sekitar 329.152701041
nm sesuai dengan grafik yang diperoleh. Puncak kedua memiliki
panjang gelombang sebesar 490.622007432 nm. Puncak ketiga memiliki
panjang gelombang sebesar 384.599675955 nm. Selain itu diperoleh
juga data UV-Vis lainnya.Tabel 2 memperlihatkan probabilitas
eksitasi elektron secara lengkap pada molekul zat warna kattiofen
hasil perhitungan TDDFT menggunakan perangkat lunak Firefly.Tabel
14.Probabilitas eksitasi elektron senyawa kattiofen hasil
perhitungan Firefly (Keterangan : H = HOMO, L = LUMO)Kekuatan
OsilatorEnergi (eV)Kontribusi Utama
1e-071.6710H-1LUMO (96%)
0.24475972.5271HOMOLUMO (95%)
1.4e-062.9304H-4LUMO (91%)
0.09825193.2237H-2LUMO (98%)
0.00322473.3833H-3LUMO (97%)
5.9e-063.5784H-1L+1 (91%)
0.4612383.7668HOMOL+1 (88%)
Kekuatan OsilatorEnergi (eV)Kontribusi Minor
1e-071.6710H-1L+1 (3%)
0.24475972.5271LUMOHOMO (2%), HOMOL+1 (5%)
1.4e-062.9304H-4L+1 (3%), H-1L+1 (3%)
0.09825193.2237
0.00322473.3833HOMOL+1 (2%)
5.9e-063.5784H-4LUMO (4%), H-1LUMO (3%)
0.4612383.7668H-5LUMO (3%), H-3LUMO (2%), HOMOLUMO (5%)
Dalam senyawa redoks kattiofen 2, terdapat beberapa puncak
dengan intensitas yang berbeda-beda. Puncak paling tinggi
dihasilkan pada energi 3.7668 eV dengan kekuatan osilator sebesar
0.461238, dimana puncak paling tinggi ini dihasilkan oleh eksitasi
elektron dari HOMOL+1 sebanyak 88%. Selain itu, puncak tertinggi
ini juga dihasilkan dari kontribusi minor dari eksitasi elektron
H-1L+1 sebanyak 3%. Puncak tertinggi kedua dihasilkan pada energi
2.5271 eV dengan kekuatan osilator sebesar 0.2447597, dimana pada
puncak paling tinggi ini dihasilkan dari eksitasi elektron dari
HOMOLUMO sebanyak 95%. Puncak tertinggi ketiga dihasilkan pada
energi 3.2237 eV dengan kekuatan osilator sebesar 0.0982519, dimana
puncak tertinggi ini dihasilkan oleh eksitasi elektron dari H-2LUMO
sebanyak 98%.
(a)
(b)Gambar 20.Hasil Optimasi geometri senyawa redoks kattiofen 2
(a) menggunakan Chemcraft dan (b) menggunakan AvogadroTabel 15
menunjukkan panjang ikatan dari masing-masing atom dalam senyawa
kattiofen. Panjang ikatan ini diperoleh dengan menggunakan aplikasi
gabedit dengan memasukkan data output TDDFT.Tabel 15.Data panjang
ikatan tiap atom dalam senyawa redoks kattiofen 2IkatanPanjang
ikatan
C-C1.420
C-C1.461
C-C1.437
C-C1.452
C-C1.477
C-C1.474
C-C1.551
C-C1.463
Rata-rata1.467
IkatanPanjang ikatan
C = C1.369
C = C1.382
C = C1.368
C = C1.370
C = C1.347
Rata- rata1.367
IkatanPanjang ikatan
C - H1.081
C - H1.083
C - H1.083
C - H1.087
C - H1.082
C - H1.085
C - H1.086
Rata- rata1.084
IkatanPanjang ikatan
C N1.164
IkatanPanjang ikatan
C = O1.222
C = O1.218
Rata-rata1.220
IkatanPanjang ikatan
C - S1.732
C - S1.755
Rata-rata1.743
Bila kita lihat data ini sesuai dengan struktur dari senyawa
redoks kattiofen 2. Terdapat C-C sebanyak 8 dengan panjang ikatan
rata-rata sebesar 1.467. Ikatan C=C sebanyak 5 ikatan dengan
panjang ikatan rata-rata sebesar 1.367. Ikatan C-H sebanyak 7
ikatan dengan panjang ikatan rata-rata sebesar 1.084 . Ikatan C N
sebesar 1.164. Ikatan C=O sebanyak 2 ikatan dengan panjang ikatan
rata-rata sebesar 1.220 dan panjang ikatan rata-rata dari C-S
sebesar 1.743.Selanjutnya Tabel 16 menjelaskan tentang muatan
formal dari masing-masing atom dalam senyawa redoks kattiofen 1.
Muatan formal ini diperoleh dari hasil perhitungan firefly dan
membuka data output TDDFT dalam aplikasi gabedit.Tabel 16.Data
muatan formal dari senyawa redoks kattiofen 2 hasil perhitungan
komputasiNOSIMBOLCHARGE
1C0.123362
2C-0.118611
3C-0.079471
4C0.021472
5C-0.125218
6C0.113958
7C-0.084577
8C-0.005276
9C-0.003411
10C-0.153881
11C-0.112917
12C-0.120622
13C-0.241043
14O-0.174039
15O-0.181728
16N-0.107348
17S0.328049
18H0.134987
19H0.125520
20H0.139372
21H0.128664
22H0.137273
23H0.130570
24H0.124913
Berdasarkan hasil perhitungan diketahui bahwa terdapat atom
dengan muatan parsial positif dan muatan parsial negatif. Dari data
tersebut dapat dilihat bahwa pada C1-C13 terdapat tiga atom C
dengan muatan formal positif. Muatan formal positif ini karena
dilihat dari C yang lebih parsial positif dibandingkan dengan O
yang lebih parsial negatif. Sedangkan pada saat atom C berikatan
dengan atom H atom C lebih parsial negatif dan H lebih parsial
positif. Sedangkan saat C berikatan dengan atom N maka N lebih
parsial negatif dan C lebih parsial positif. Diagram penyebaran
elektron dominan pada perhitungan senyawa redoks kattiofen 2 dengan
menggunakan perangkat lunak gabedit perhitungan komputasi
menghasilkan data yang sama persis, diagram penyebaran elektron
dapat dilihat di Gambar 21.(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g) Gambar 21.Diagram
Penyebaran Elektron Hasil Perhitungan Komputasi Senyawa redoks
kattiofen 2 (a) pada orbital H, (b) pada orbital H-1, (c) pada
orbital H-2, (d) pada orbital H-3, (e) pada orbital H-4, (f) pada
orbital L, dan (g) pada orbital L+1Gambar 21 menunjukkan daerah
penyebaran elektron HOMO LUMO dalam senyawa kattiofen. Gambar ini
diperoleh dengan membuka hasil output TDDFT dalam aplikasi
gabedit.
Gambar 22.Pita Energi redoks kattiofen 2 hasil perhitungan
komputasiGambar 22 merupakan pita energi dari senyawa redoks
kattiofen 2. Dengan membuka hasil output TDDFT dalam aplikasi
chemcraft maka dapat dilihat pita energinya seperti di atas. Dalam
studi komputasi ini, dihasilkan perbedaan pita energi yang dapat
dilihat pada tabel dibawah ini. Perbedaan pita energi yang
dihasilkan, merupakan hasil perhitungan komputasi yang dilakukan
dengan menggunakan metode perhitungan TDDFT. Perbedaan pita energi
yang dihasilkan merupakan selisih antara energi LUMO dengan energi
HOMO dengan nilai yang bervariasi pada masing-masing
perhitungannya. Nilai perbedaan pita energi yang semakin kecil,
menandakan bahwa semakin mudah suatu elektron berpindah dari
tingkatan energi yang rendah, ke tingkatan energi yang lebih
tinggi. Perpindahan elektron ini dapat terjadi dengan adanya
pengaruh suhu dan penyinaran sinar matahari, dengan intensitas
penyinaran yang sesuai dengan nilai band gap. Oleh karena itu, daya
serap terhadap cahaya matahari dari suatu zat warna akan sangat
ditentukan oleh besar kecilnya perbedaan pita energi yang dimiliki
oleh suatu zat warna. Dari gambar dibawah ini didapatkan Band Gap
sebesar 2.6667368 eV.Selain spektrum UV-Vis didapatkan pula kurva
spektrum IR dan NMR, dibawah ini digambarkan kurva kedua spektrum
tersebut. Berikut merupakan gambar spektrum IR dan spektrum
NMR,
Gambar 23.Spektrum IR redoks kattiofen 2 hasil perhitungan
komputasi
Gambar 24.Spektrum NMR redoks kattiofen 2 hasil perhitungan
komputasiE. Redoks Kattiofen 3 (Icharg : -2 dan Multi :1)Dari hasil
perhitungan dengan memasukkan data TDDFT pada aplikasi Gausumm,
diperoleh grafik UV-Vis untuk senyawa kattiofen dalam bentuk redoks
yaitu sebagai berikut,
Gambar 25.Spektrum UV-Vis redoks kattiofen 3 hasil perhitungan
komputasi Dari hasil perhitungan menggunakan aplikasi Gausumm
tersebut diperoleh data UV-Vis untuk senyawa redoks kattiofen untuk
panjang gelombang sebagai berikut,Tabel 17.Data panjang gelombang
senyawa redoks kattiofen 3 hasil perhitungan komputasi Pajang
gelombang (nm)Kekuatan isolator
752.821223180.2061038
595.7732722794.7e-06
489.1044041020.0345945
483.6271885381.1e-06
397.990851310.6453327
389.1494017259.5e-06
383.0041680013.4e-06
Berdasarkan data tersebut diperoleh panjang gelombang pada
puncak tertinggi dari senyawa kattiofen dalam bentuk redoks berada
pada 397.99085131 nm. Puncak kedua memiliki panjang gelombang
sebesar 752.82122318 nm dan puncak ketiga memiliki panjang
gelombang sebesar 489.104404102 nm. Selain itu data yang didapat
pada perhitungan komputasi dari data TDDFT yaitu nilai probabilitas
eksitasi elektron yang didapat melalui perhitungan pada aplikasi
Firefly yaitu pada tabel dibawah ini,Tabel 18.Probabilitas eksitasi
elektron senyawa redoks kattiofen 3 hasil perhitungan Firefly
(Keterangan : H = HOMO, L = LUMO)Kekuatan IsolatorEnergi
(eV)Kontribusi Utama
0.20610381.6494HOMOLUMO (95%)
4.7e-062.0811H-1LUMO (97%)
0.03459452.5378HOMOL+1 (97%)
1.1e-062.5636HOMOL+2 (99%)
0.64533273.1153H-2LUMO (92%)
9.5e-063.1860HOMOL+3 (98%)
3.4e-063.2372H-3LUMO (92%)
Kekuatan IsolatorEnergi (eV)Kontribusi Minor
0.20610381.6494H-2LUMO (7%), LUMOHOMO (5%)
4.7e-062.0811H-1L+1 (2%)
0.03459452.5378
1.1e-062.5636
0.64533273.1153HOMOLUMO (8%), LUMOHOMO (2%)
9.5e-063.1860
3.4e-063.2372H-3L+1 (3%), H-1L+1 (2%)
Dalam senyawa redoks kattiofen 3 terdapat beberapa puncak
intensitas yang berbeda-beda. Puncak paling tinggi dihasilkan pada
energi 3.115269444 eV dengan kekuatan isolator 0.6453327, dimana
puncak paling tinggi ini dihasilkan oleh eksitasi elektron
kontribusi utama dari H-2LUMO sebesar 92%. Selain itu, puncak
tertinggi dihasilkan dari kontribusi minor pada eksitasi elektron
HOMOLUMO sebesar 8%, dan LUMOHOMO sebesar 2%. Puncak tertinggi
kedua dihaslkan pada enegi 1.64936484 eV dengan kekuatan isolator
sebesar 0.2061038, dimana pada puncak paling tinggi ini dihasilkan
dari eksitasi elektron kontribusi utama dari HOMO->LUMO sebesar
95% dan kontribusi minor ekstasi elektron pada kattiofen bentuk
redoks ini H-2LUMO sebesar 7% dan LUMOHOMO sebesar 5%. Puncak
tertinggi ketiga dihasilkan pada energi 3.186048167 eV dengan
kekuatan isolator sebesar 9.5e-06, dimana puncak tertinggi ini
dihasilkan oleh eksitasi elektron pada kontribusi utama dari
HOMOL+3 sebesar 98%.
(a)
(b)Gambar 26.Hasil Optimasi geometri senyawa redoks kattiofen 3
(a) menggunakan Chemcraft dan (b) menggunakan AvogadroTabel 19
menunjukkan panjang ikatan dari masing-masing atom dalam senyawa
redoks kattiofen 2. Panjang ikatan ini diperoleh dengan menggunakan
aplikasi gabedit dengan memasukkan data output TDDFT.Tabel 19.Data
panjang ikatan tiap atom dalam senyawa redoks kattiofen
3IkatanPanjang ikatan
C-C1,466
C-C1,416
C-C1,401
C-C1,447
C-C1,439
C-C1,416
C-C1,524
C-C1,413
Rata-rata1,440
IkatanPanjang ikatan
C = C1,434
C = C1,372
C = C1,401
C = C1,438
C = C1,364
Rata- rata1,402
IkatanPanjang ikatan
C H1,091
C H1,084
C H1,089
C H1,085
C H1,091
C H1,092
C H1,081
Rata- rata1,088
IkatanPanjang ikatan
C N1,175
IkatanPanjang ikatan
C O1,268
C O1,249
Rata-rata1,259
IkatanPanjang ikatan
C S1,761
C S1,785
Rata-rata1,773
Bila dilihat data ini sesuai dengan struktur dari senyawa redoks
kattiofen 3. Terdapat sebanyak C-C sebanyak 8 dengan panjang ikatan
rata-rata sebesar 1.440. C=C sebanyak 5 ikatan dengan panjang
ikatan rata-rata sebesar 1.402. C-H sebanyak 7 ikatan dengan
panjang ikatan rata-rata sebesar 1.088 . ikatan C N sebesar 1.175.
ikatan C-O sebanyak 2 ikatan dengan panjang ikatan rata-rata
sebesar 1.259 dan panjang ikatan rata-rata dari C-S sebesar
1.773.Selanjutnya Tabel 20 menjelaskan tentang muatan formal dari
masing-masing atom dalam senyawa redoks kattiofen 3. Muatan formal
ini diperoleh dari hasil perhitungan firefly dan membuka data
output TDDFT dalam aplikasi gabedit. Tabel 20.Data muatan formal
dari senyawa redoks kattiofen 2 hasil perhitungan
komputasiNOSIMBOLCHARGE
1C0.089468
2C-0.196677
3C-0.129782
4C-0.036179
5C-0.283708
6C0.040312
7C-0.134303
8C-0.149883
9C-0.007187
10C-0.113088
11C-0.232219
12C-0.150905
13C-0.366749
14O-0.374143
15O-0.480047
16N-0.277926
17S0.189656
18H0.102549
19H0.078879
20H0.092621
21H0.099143
22H0.103652
23H0.071881
24H0.064637
Berdasarkan hasil perhitungan diketahui bahwa terdapat atom
dengan muatan parsial positif dan muatan parsial negatif. Dari data
tersebut dapat dilihat bahwa pada C1-C13 terdapat dua atom C dengan
muatan formal positif. Muatan formal positif ini karena dilihat
dari C yang lebih parsial positif dibandingkan dengan O yang lebih
parsial negatif. Sedangkan pada saat atom C berikatan dengan atom H
atom C lebih parsial negatif dan H lebih parsial positif. Begitupun
O lebih parsial negatif bila dibandingkan dengan atom H yang
parsial positif. Sedangkan saat C berikatan dengan atom N maka N
lebih parsial negatif dan C lebih parsial positif. Diagram
penyebaran elektron dominan pada perhitungan senyawa redoks
kattiofen 3 dengan menggunakan perangkat lunak gabedit perhitungan
komputasi menghasilkan data yang sama persis, diagram penyebaran
elektron dapat dilihat di Gambar 27 (a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)
Gambar 27.Diagram Penyebaran Elektron Hasil Perhitungan
Komputasi Senyawa redoks kattiofen 3 (a) pada orbital H, (b) pada
orbital H-1, (c) pada orbital H-2, (d) pada orbital H-3, (e) pada
orbital L, (f) pada orbital L+1, (g) pada orbital L+2, dan (h) pada
orbital L+3Gambar 27 menunjukkan daerah penyebaran elektron HOMO
LUMO dalam senyawa redoks kattiofen 3. Gambar ini diperoleh dengan
membuka hasil output TDDFT dalam aplikasi gabedit.
Gambar 28.Pita Energi redoks kattiofen 3 hasil perhitungan
komputasiGambar 28 merupakan pita energi dari senyawa redoks
kattiofen 3. Dengan membuka hasil output TDDFT dalam aplikasi
chemcraft maka dapat dilihat pita energinya seperti diatas. Dalam
studi komputasi ini, dihasilkan perbedaan pita energi yang dapat
dilihat pada tabel dibawah ini. Perbedaan pita energi yang
dihasilkan, merupakan hasil perhitungan komputasi yang dilakukan
dengan menggunakan metode perhitungan TDDFT. Perbedaan pita energi
yang dihasilkan merupakan selisih antara energi LUMO dengan energi
HOMO dengan nilai yang bervariasi pada masing-masing
perhitungannya. Nilai perbedaan pita energi yang semakin kecil,
menandakan bahwa semakin mudah suatu elektron berpindah dari
tingkatan energi yang rendah, ke tingkatan energi yang lebih
tinggi. Perpindahan elektron ini dapat terjadi dengan adanya
pengaruh suhu dan penyinaran sinar matahari, dengan intensitas
penyinaran yang sesuai dengan nilai band gap. Oleh karena itu, daya
serap terhadap cahaya matahari dari suatu zat warna akan sangat
ditentukan oleh besar kecilnya perbedaan pita energi yang dimiliki
oleh suatu zat warna. Dari gambar dibawah ini didapatkan Band Gap
sebesar 1.77419632 eV.Selain spektrum UV-Vis didapatkan pula kurva
spektrum IR dan NMR, dibawah ini digambarkan kurva kedua spektrum
tersebut. Berikut merupakan gambar spektrum IR dan spektrum
NMR,
Gambar 29.Spektrum IR redoks kattiofen 3 hasil perhitungan
komputasi
Gambar 30.Spektrum NMR redoks kattiofen 3 hasil perhitungan
komputasi
F. Redoks Kattiofen 4 (Icharg : 0 dan Multi :1)Dari hasil
perhitungan dengan memasukkan data TDDFT pada aplikasi Gausumm,
diperoleh grafik UV-Vis untuk senyawa kattiofen dalam bentuk redoks
yaitu sebagai berikut,
Gambar 31.Spektrum UV-Vis redoks kattiofen 4 hasil perhitungan
komputasiDari hasil perhitungan menggunakan aplikasi Gausumm
tersebut diperoleh data UV-Vis untuk senyawa redoks kattiofen untuk
panjang gelombang sebagai berikut,Tabel 21.Data panjang gelombang
senyawa redoks kattiofen 4 hasil perhitungan komputasi Panjang
gelombang (nm)Kekuatan isolator
742.1160541171e-07
490.5800901020.2444872
422.7336887931.4e-06
384.6387208060.0983242
366.4205747120.0032056
346.5209215065.9e-06
329.1286292690.4613545
Berdasarkan data tersebut diperoleh panjang gelombang pada
puncak tertinggi dari senyawa redoks kattiofen 4 dalam bentuk
redoks berada pada 366.420574712 nm. Puncak kedua memiliki panjang
gelombang sebesar 490.580090102 nm dan puncak ketiga memiliki
panjang gelombang sebesar 384.638720806 nm.Selain itu data yang
didapat pada perhitungan komputasi dari data TDDFT yaitu nilai
probabilitas eksitasi elektron yang didapat melalui perhitungan
pada aplikasi Firefly yaitu pada tabel dibawah ini,
Tabel 22. Probabilitas eksitasi elektron redoks senyawa redoks
kattiofen 2 hasil perhitungan Firefly (Keterangan : H = HOMO, L =
LUMO)
Kekuatan IsolatorEnergi (eV)Kontribusi Utama
1e-071.6707H-1LUMO (96%)
0.24448722.5273HOMOLUMO (95%)
1.4e-062.9329H-4LUMO (91%)
0.09832423.2234H-2LUMO (98%)
0.00320563.3837H-3LUMO (97%)
5.9e-063.5779H-1L+1 (91%)
0.46135453.7671HOMOL+1 (88%)
Kekuatan IsolatorEnergi (eV)Kontribusi Minor
1e-071.6707H-1L+1 (3%)
0.24448722.5273LUMOHOMO (2%)HOMOL+1 (5%)
1.4e-062.9329H-4L+1 (3%)H-1L+1 (4%)
0.09832423.2234
0.00320563.3837HOMOL+1 (2%)
5.9e-063.5779H-4LUMO (4%)H-1LUMO (3%)
0.46135453.7671H-5LUMO (3%)H-3LUMO (2%)HOMOLUMO (5%)
Dalam senyawa redoks kattiofen 4, terdapat beberapa puncak
intensitas yang berbeda-beda. Puncak paling tinggi dihasilkan pada
energi 3.7671 eV dengan kekuatan isolator 0.4613545, dimana puncak
paling tinggi ini dihasilkan oleh eksitasi elektron kontribusi
utama dari HOMOL+1 sebesar 88%. Selain itu, puncak tertinggi
dihasilkan dari kontribusi minor pada eksitasi elektron H-1L+1
sebesar 3%. Puncak tertinggi kedua dihasilkan pada enegi 2.5273 eV
dengan kekuatan isolator sebesar 0.2444872, dimana pada puncak
paling tinggi ini dihasilkan dari eksitasi elektron kontribusi
utama dari LUMOHOMO sebesar 2%. Selain itu, puncak tertinggi
dihasilkan dari kontribusi minor pada eksitasi elektron. Puncak
tertinggi ketiga dihasilkan pada energi 3.2234 eV dengan kekuatan
isolator sebesar 0.0983242, dimana puncak tertinggi ini dihasilkan
oleh eksitasi elektron pada kontribusi utama dari H-2LUMO sebanyak
98%.
(a)
(b)
(c)Gambar 32.Hasil Optimasi geometri senyawa redoks kattiofen 4
(a) menggunakan Chemcraft tampak depan, (b) menggunakann Chemcraft
tampak samping, dan (c) menggunakan Avogadro
Tabel 23.Data panjang ikatan tiap atom dalam senyawa redoks
kattiofen 4IkatanPanjang ikatan
C-C1,474
C-C1,437
C-C1,464
C-C1,477
C-C1,552
C-C1,420
C-C1,461
C-C1,452
Rata-rata1,677
IkatanPanjang ikatan
C = C1,369
C = C1,382
C = C1,368
C = C1,370
C = C1,347
Rata- rata1,367
IkatanPanjang ikatan
C H1,081
C H1,085
C H1,083
C H1,087
C H1,083
C H1,086
C H1,082
Rata- rata1,084
IkatanPanjang ikatan
C N1,164
IkatanPanjang ikatan
C O1,218
C O1,222
Rata-rata1,220
IkatanPanjang ikatan
C S1,732
C S1,755
Rata-rata1,744
Bila dilihat data ini sesuai dengan struktur dari senyawa redoks
kattiofen4. Terdapat sebanyak C-C sebanyak 8 dengan panjang ikatan
rata-rata sebesar 1,677. C=C sebanyak 5 ikatan dengan panjang
ikatan rata-rata sebesar 1.367, C-H sebanyak 7 ikatan dengan
panjang ikatan rata-rata sebesar 1.084 . ikatan C N sebesar 1.164
dan panjang ikatan rata-rata dari C-S sebesar 1.744.Selanjutnya
Tabel 24 menjelaskan tentang muatan formal dari masing-masing atom
dalam senyawa redoks kattiofen 4. Muatan formal ini diperoleh dari
hasil perhitungan firefly dan membuka data output TDDFT dalam
aplikasi gabedit. NOSIMBOLCHARGE
1C-0.078637
2C-0.121139
3C0.121870
4C0.111914
5C-0.127850
6C0.020929
7C-0.086483
8C-0.006068
9C-0.002683
10C-0.152122
11C-0.113800
12C-0.123759
13C-0.242283
14S0.326412
15N-0.107432
16O-0.172862
17O-0.180492
18H0.134011
19H0.135887
20H0.128398
21H0.131459
22H0.135432
23H0.128855
24H0.140444
Berdasarkan hasil perhitungan diketahui bahwa terdapat atom
dengan muatan parsial positif dan muatan parsial negatif. Dari data
tersebut dapat dilihat bahwa pada C1-C13 terdapat tiga atom C
dengan muatan formal positif. Muatan formal positif ini karena
dilihat dari C yang lebih parsial positif dibandingkan dengan O
yang lebih parsial negatif. Sedangkan pada saat atom C berikatan
dengan atom H atom C lebih parsial negatif dan H lebih parsial
positif. Begitupun O lebih parsial negatif bila dibandingkan dengan
atom H yang parsial positif. Sedangkan saat C berikatan dengan atom
N maka N lebih parsial negatif dan C lebih parsial positif. Diagram
penyebaran elektron dominan pada perhitungan senyawa redoks
kattiofen 4 dengan menggunakan perangkat lunak gabedit perhitungan
komputasi menghasilkan data yang sama persis, diagram penyebaran
elektron dapat dilihat di Gambar 33. (a) (b)
(c)(d)(e)(f)(g)(h)Gambar 33.Diagram Penyebaran Elektron Hasil
Perhitungan Komputasi Senyawa redoks kattiofen 4 (a) pada orbital
H, (b) pada orbital H-1, (c) pada orbital H-2, (d) pada orbital
H-3, (e) pada orbital H-4, (f) pada orbital H-5, (g) pada orbital
L, dan (h) pada orbital L+1
Gambar 34.Pita Energi redoks kattiofen 4 hasil perhitungan
komputasiGambar 34 merupakan pita energi dari senyawa redoks
kattiofen 4. Dengan membuka hasil output TDDFT dalam aplikasi
chemcraft maka dapat dilihat pita energinya seperti diatas. Dalam
studi komputasi ini, dihasilkan perbedaan pita energi yang dapat
dilihat pada tabel dibawah ini. Perbedaan pita energi yang
dihasilkan, merupakan hasil perhitungan komputasi yang dilakukan
dengan menggunakan metode perhitungan TDDFT. Perbedaan pita energi
yang dihasilkan merupakan selisih antara energi LUMO dengan energi
HOMO dengan nilai yang bervariasi pada masing-masing
perhitungannya. Nilai perbedaan pita energi yang semakin kecil,
menandakan bahwa semakin mudah suatu elektron berpindah dari
tingkatan energi yang rendah, ke tingkatan energi yang lebih
tinggi. Perpindahan elektron ini dapat terjadi dengan adanya
pengaruh suhu dan penyinaran sinar matahari, dengan intensitas
penyinaran yang sesuai dengan nilai band gap. Oleh karena itu, daya
serap terhadap cahaya matahari dari suatu zat warna akan sangat
ditentukan oleh besar kecilnya perbedaan pita energi yang dimiliki
oleh suatu zat warna. Dari gambar dibawah ini didapatkan Band Gap
sebesar 2.66945796 eV.Selain spektrum UV-Vis didapatkan pula kurva
spektrum IR dan NMR, dibawah ini digambarkan kurva kedua spektrum
tersebut. Berikut merupakan gambar spektrum IR dan spektrum
NMR,
Gambar 35.Spektrum IR kattiofen hasil perhitungan komputasi
Gambar 36.Spektrum NMR kattiofen hasil perhitungan komputasi
Kesimpulan dan Saran 1. Spektrum UV-Vis senyawa kattiofen hasil
perhitungan komputasi memberikan serapan cahaya pada panjang
gelombang 362.133032641 nm (firefly) dengan kekuatan osilator
0.6097626 (firefly). Diagram energi HOMO/LUMO untuk kattiofen
memberikan band gap sebesar 3.62458512 eV.2. Dalam senyawa
kattiofen,Puncak paling tinggi dihasilkan pada energi 6,884 eV
dengan kekuatan osilator sebesar 0.6097626 , dimana puncak paling
tinggi ini dihasilkan oleh eksitasi elektron dari HOMO->LUMO
sebanyak 96%. Selain itu, puncak tertinggi ini juga dihasilkan dari
kontribusi minor dari eksitasielektron H-1->LUMO sebanyak 3%.
Puncak tertinggi kedua dihasilkan pada energi eV dengan kekuatan
osilator sebesar 0.1412969, dimana pada puncak paling tinggi ini
dihasilkan dari eksitasi elektron dari H-1->LUMO sebanyak 88%.
Puncak tertinggi ketiga dihasilkan pada energi eV dengan kekuatan
osilator sebesar 0.1211676, dimana puncak tertinggi ini dihasilkan
oleh eksitasi elektron dari HOMO->L+1 sebanyak 72%, HOMO->L+3
sebanyak 10%. Puncak tertinggi keempat dihasilkan pada energi
dengan kekuatan osilator 0.0411999, dimana pada puncak paling
tinggi ini dihasilkan dari eksitasi elektron dari H-2->LUMO .3.
Spektrum UV-Vis senyawa kattiofen Ti(OH)2 hasil perhitungan
komputasi memberikan serapan cahaya pada panjang gelombang
365.476479375 nm (firefly) dengan kekuatan osilator 0.7204663
(firefly). Diagram energi HOMO/LUMO untuk kattiofen memberikan band
gap sebesar 3.62458512 eV.4. Dalam senyawa kattiofen Ti(OH)2,
Puncak paling tinggi dihasilkan pada energi 3.3924 eV dengan
kekuatan osilator sebesar 0.7204663, dimana puncak paling tinggi
ini dihasilkan oleh eksitasi elektron dari HL+1 sebanyak 25% dan
HL+2 sebanyak 72%. Selain itu, puncak tertinggi ini juga dihasilkan
kontribusi minor dari eksitasi elektron H-1L+2 sebanyak 2%. Puncak
tertinggi kedua dihasilkan pada energi 2.8233 eV dengan kekuatan
osilator sebesar 0.1236537, dimana pada puncak paling tinggi ini
dihasilkan dari eksitasi elektron dari HL+1 sebanyak 70 dan HL+2
sebanyak 22%. Puncak tertinggi ketiga dihasilkan pada energi 3.6299
eV dengan kekuatan osilator sebesar 0.0951111, dimana puncak
tertinggi ini dihasilkan oleh eksitasi elektron dari H-1L+1
sebanyak 84%.5. Spektrum UV-Vis senyawa kattiofen redoks 1 hasil
perhitungan komputasi memberikan serapan cahaya pada panjang
gelombang 362.133032641 nm (firefly) dengan kekuatan osilator
0.6466298 (firefly). Diagram energi HOMO/LUMO untuk kattiofen
memberikan band gap sebesar 2.89259308 eV.6. Dalam senyawa
kattiofen redoks 1, Puncak paling tinggi dihasilkan pada energi
3.1158 eV dengan kekuatan osilator sebesar 0.6466298, dimana puncak
paling tinggi ini dihasilkan oleh eksitasi elektron dari
H-2->LUMO sebanyak 92%. Selain itu, puncak tertinggi ini juga
dihasilkan dari kontribusi minor dari eksitasi HOMO->LUMO
sebanyak 8%, LUMO->HOMO sebanyak 2%. Puncak tertinggi kedua
dihasilkan pada energi 1.6464 eV dengan kekuatan osilator sebesar
0.2063683, dimana pada puncak paling tinggi ini dihasilkan dari
eksitasi elektron dari HOMO->LUMO sebanyak 95%. Puncak tertinggi
ketiga dihasilkan pada energi 2.5339 eV dengan kekuatan osilator
sebesar 0.034511, dimana pada puncak paling tinggi ini dihasilkan
dari eksitasi elektron dari HOMO->L+1 sebanyak 97%.7. Spektrum
UV-Vis senyawa kattiofen redoks 2 hasil perhitungan komputasi
memberikan serapan cahaya pada panjang gelombang 329.152701041 nm
(firefly) dengan kekuatan osilator 0.461238 (firefly). Diagram
energi HOMO/LUMO untuk kattiofen memberikan band gap sebesar
2.6667368 eV.8. Dalam senyawa redoks kattiofen 2, Puncak paling
tinggi dihasilkan pada energi 3.7668 eV dengan kekuatan osilator
sebesar 0.461238, dimana puncak paling tinggi ini dihasilkan oleh
eksitasi elektron dari HOMOL+1 sebanyak 88%. Selain itu, puncak
tertinggi ini juga dihasilkan dari kontribusi minor dari eksitasi
elektron H-1L+1 sebanyak 3%. Puncak tertinggi kedua dihasilkan pada
energi 2.5271 eV dengan kekuatan osilator sebesar 0.2447597, dimana
pada puncak paling tinggi ini dihasilkan dari eksitasi elektron
dari HOMOLUMO sebanyak 95%. Puncak tertinggi ketiga dihasilkan pada
energi 3.2237 eV dengan kekuatan osilator sebesar 0.0982519, dimana
puncak tertinggi ini dihasilkan oleh eksitasi elektron dari H-2LUMO
sebanyak 98%.9. Spektrum UV-Vis senyawa kattiofen redoks 3 hasil
perhitungan komputasi memberikan serapan cahaya pada panjang
gelombang 397.99085131 nm (firefly) dengan kekuatan osilator
0.6453327 (firefly). Diagram energi HOMO/LUMO untuk kattiofen
memberikan band gap sebesar 1.77419632 eV.10. Dalam senyawa redoks
kattiofen 3, Puncak paling tinggi dihasilkan pada energi
3.115269444 eV dengan kekuatan isolator 0.6453327, dimana puncak
paling tinggi ini dihasilkan oleh eksitasi elektron kontribusi
utama dari H-2LUMO sebesar 92%. Selain itu, puncak tertinggi
dihasilkan dari kontribusi minor pada eksitasi elektron HOMOLUMO
sebesar 8%, dan LUMOHOMO sebesar 2%. Puncak tertinggi kedua
dihaslkan pada enegi 1.64936484 eV dengan kekuatan isolator sebesar
0.2061038, dimana pada puncak paling tinggi ini dihasilkan dari
eksitasi elektron kontribusi utama dari HOMO->LUMO sebesar 95%
dan kontribusi minor ekstasi elektron pada kattiofen bentuk redoks
ini H-2LUMO sebesar 7% dan LUMOHOMO sebesar 5%. Puncak tertinggi
ketiga dihasilkan pada energi 3.186048167 eV dengan kekuatan
isolator sebesar 9.5e-06, dimana puncak tertinggi ini dihasilkan
oleh eksitasi elektron pada kontribusi utama dari HOMOL+3 sebesar
98%. 11. Spektrum UV-Vis senyawa kattiofen redoks 4 hasil
perhitungan komputasi memberikan serapan cahaya pada panjang
gelombang 366.420574712 nm (firefly) dengan kekuatan osilator
0.4613545 (firefly). Diagram energi HOMO/LUMO untuk kattiofen
memberikan band gap sebesar 2.66945796 eV.12. Dalam senyawa redoks
kattiofen 4, Puncak paling tinggi dihasilkan pada energi 3.7671 eV
dengan kekuatan isolator 0.4613545, dimana puncak paling tinggi ini
dihasilkan oleh eksitasi elektron kontribusi utama dari HOMOL+1
sebesar 88%. Selain itu, puncak tertinggi dihasilkan dari
kontribusi minor pada eksitasi elektron H-1L+1 sebesar 3%. Puncak
tertinggi kedua dihasilkan pada enegi 2.5273 eV dengan kekuatan
isolator sebesar 0.2444872, dimana pada puncak paling tinggi ini
dihasilkan dari eksitasi elektron kontribusi utama dari LUMOHOMO
sebesar 2%. Selain itu, puncak tertinggi dihasilkan dari kontribusi
minor pada eksitasi elektron. Puncak tertinggi ketiga dihasilkan
pada energi 3.2234 eV dengan kekuatan isolator sebesar 0.0983242,
dimana puncak tertinggi ini dihasilkan oleh eksitasi elektron pada
kontribusi utama dari H-2LUMO sebanyak 98%. Daftar Pustaka
[1]. Manzhos. S., Segawa. H., Yamashita. K. ((2011): A model for
recombination in Type II dye-sensitized solar cells:
Catecholthiophene dyes., Chemical Physics Letters, 504, 230235.[2].
Shah, A., Torres, P., Tscharner, R., Wyrsch, N., and Keppner, H.
(1999): Photovoltaic Technology: The Case for Thin-Film Solar
Cells., Science, 285, pp. 692698.[3]. Brabec, C.J., Sariciftci,
N.S., and Hummelen, J.C. (2001): Plastic Solar Cells., Advanced
Functional Materials, 11, pp. 1626.[4]. ORegan, B., and Grtzel, M.
(1991): A low-cost, high-efficiency solar cell based on
dye-sensitized colloidal TiO2 films, Nature, 353, pp. 737740.[5].
Burgelman, M., Nollet, P., and Degrave, S. (2000): Modelling
polycrystalline semiconductor solar cells., Thin Solid Films, pp.
527532.[6]. Creutz, C., and Chou, M.H. (2008): Binding of Catechols
to Mononuclear Titanium(IV) and to 1- and 5-nm TiO2 Nanoparticles.,
Inorganic Chemistry Article, 47, pp. 35093514.[7].
Sanchez-de-Armas, R., Oviedo Lopez, J., A. San-Miguel, M., Sanz,
J.F., Ordejon, P., and Pruneda, M. (2010): Real-Time TD-DFT
Simulations in Dye Sensitized Solar Cells: The Electronic
Absorption Spectrum of Alizarin Supported on TiO2 Nanoclusters.,
Journal of Chemical Theory and Computation, 6, pp. 28562865.[8].
Daryanto. (2012). Energi Masalah dan Pemanfaatan Bagi Kehidupan
Manusia. Yogyakarta : Pustaka Widyatama.[9]. Grtzel, M. (2003).
Dye-sensitized solar cells. Journal of Photochemistry and
Photobiology C: Photochemistry Reviews. 4, 145153.