Avogadro adalah editor molekul dan visualizer, dan salah satu perangkat lunak ilmiah open source paling canggih. Ini menampilkan banyak kemampuan yang dapat berguna dalam pengajaran karena pendidikan bisa jauh lebih efektif ketika teori dikombinasikan dengan penggambaran model realistis yang sebenarnya. Berikut adalah tutorial dasar tentang cara menggunakan Avogadro dalam pendidikan. Harap dicatat bahwa saya menggunakan rilis stabil terbaru yaitu versi 1.1.1, tetapi ada juga versi 2.0.7 yang merupakan penulisan ulang aplikasi secara lengkap.
Dapatkan Avogadro
- Beranda Avogadro
- Unduh Avogadro
Pemodelan Molekul dengan Avogadro
Mari kita tunjukkan bangunan molekul air untuk mendapatkan ide di balik teknik pemodelan yang digunakan di Avogadro. Pertama, klik tombol "Elemen" di sebelah kiri dan pilih opsi "lainnya" untuk membuka tabel unsur periodik. Dari sana, Anda dapat mengeklik elemen apa pun, lalu menyisipkannya ke ruang gambar hanya dengan mengeklik di titik mana pun.
Seperti yang mungkin Anda perhatikan, Avogadro secara otomatis mengikat dua atom hidrogen ke satu atom oksigen yang saya tambahkan. Ini karena saya telah mencentang opsi "Sesuaikan Hidrogen". Jika Anda ingin bekerja dengan anion/kation, Anda harus menghapus centang pada kotak ini dan kemudian Anda dapat mengikat elemen yang ditambahkan dengan mengklik kiri atom yang ditambahkan dan menyeret kursor ke atom lain. Mengklik ikatan yang dibuat akan mengubah jenisnya (ganda, tiga kali lipat, dll.).
Tekan F10 untuk masuk ke mode Alat Manipulasi. Saat dalam mode ini, klik kanan akan memungkinkan Anda untuk menggeser tampilan, memperbesar/memperkecil dilakukan menggunakan roda mouse, dan ordinasi tampilan dapat disesuaikan dengan menyeret kursor di area gambar. Mengklik dua kali molekul akan secara otomatis memusatkan tampilan di atasnya.
Saat berada dalam mode yang sama, Anda juga dapat menyeret masing-masing atom untuk mengubah posisinya di ruang angkasa.
Namun, atom membentuk molekul dengan cara tertentu dan semua ikatan memiliki jarak dan energi tertentu. Anda dapat mengaturnya secara akurat dengan menggunakan alat ukur. Panggil dengan menekan F12 lalu pilih tiga atom dengan yang kedua adalah atom oksigen karena titik kedua bertindak sebagai titik referensi untuk pengukuran sudut.
Jarak ikatan tampaknya sedikit lebih panjang dari pada kenyataannya, sementara sudutnya sedikit lebih kecil dari yang seharusnya, tetapi kita berada dalam kisaran yang dapat diterima untuk tujuan pendidikan, jadi mari kita lanjutkan ke langkah berikutnya.
Simulasi Kekuatan
Saya telah menambahkan dua molekul air untuk mensimulasikan ikatan yang terbentuk secara alami di antara mereka berkat sifat bipolarnya. Tekan tombol "Alat Pengoptimalan Otomatis" tepat di bawah menu atas dan kemudian klik tombol "Mulai" di sisi kiri antarmuka untuk memulai simulasi. Saya menggunakan algoritme “turun terjal”, yang menyelaraskan dua molekul seperti yang ditunjukkan pada tangkapan layar di bawah:
Untuk menunjukkan ini lebih baik, saya akan menggunakan penggambaran potensial elektrostatik pada dua molekul. Pergi ke panel atas dan arahkan ke Extensions->Create Surfaces. Pada jendela yang akan terbuka, pilih opsi Potensi Elektrostatik pada menu “Warna Menurut” dan klik tombol “Hitung”.
Sekarang jelas bahwa atom hidrogen dari salah satu molekul air terikat secara elektro-statis dengan atom oksigen dari molekul kedua. Hal ini membantu siswa memahami sifat molekul air dan mengapa air merupakan pelarut yang baik.
DNA/RNA
Fitur pendidikan lain yang berguna dari Avogadro (di antara ratusan benar-benar) adalah auto-generasi asam nukleat seperti DNA dan RNA. Navigasikan ke Build->Insert->DNA/RNA... di panel atas dan tambahkan urutan Anda sendiri dan tekan tombol “Insert” untuk memasukkan model ke dalam ruang gambar.
Ini dapat membantu siswa lebih memahami bentuk kode genetik semua makhluk hidup di planet ini.
Pembuat/Penampil Kristal
Satu hal lagi yang dapat berguna bagi para pendidik adalah generator/penampil kristal Avogadro. Buka menu panel atas dan klik Crystallography->Add Unit Cell. Ini akan menambahkan kubus di area gambar. Di kanan atas, Anda dapat mengubah parameter ukuran kubus sesuai dengan yang ingin Anda buat. Tambahkan molekul dasar dalam sel dan kemudian pergi ke Crystallography->Spacegroup->Fill Unit Cell dan pilih jenis yang ditentukan dari daftar.
