Visualisasi Atom, Molekul, & Ikatan Kimia yang Benar

Teknologi yang semakin canggih membuat semua yang semula hanya dibayangkan dalam angan-angan bisa digambarkan dengan benar menurut kimia komputasi. Kimia komputasi adalah salah satu cabang ilmu kimia tepatnya kimia teori yang didasarkan fakta nyata dengan mengkombinasi kan matematika, algoritma, dan komputer untuk menghitung sifat suatu spesies (molekul dan lain-lain). Dari hasil itulah maka diperoleh gambaran suatu zat yang “nyata adanya”.  Bahkan karakter suatu spesies itu dapat dibuat simulasi pergerakannya berupa animasi (gambar bergerak seperti gambar di samping). Animasi semacam itu bukanlah rekayasa biasa, namun telah melalui tahap optimasi geometri secara komputasi dengan metode tertentu.

Berbagai kesepakatan penamaan dan penggambaran atom, molekul yang dikenal dengan beberapa istilah. Diantaranya wire frame, licorice, ball and stick, sapce filling, solvent excluded surface yang bisa dibuat transparan yang menunjukkan sifat tertentu dari suatu gugus. Meskipun demikian ada dijumpai beberapa software memiliki model yang berbeda. Tentu perlu pemahaman sebelum kita mengadopsi suatu gambar dari suatu software itu.

Kemudian penggambaran model ikatan yang menurut kimia komputasi benar adalah tidak menurut perkiraan semata, tetapi ditentukan dengan berbagai metode. Motode demikian ini disebut metode komputasi yang menggunakan data eksperimen, hitungan, algoritma, dan persamaan-persamaan yang bisa diselesaikan oleh seperangkat komputer. Dimulai penentuan posisi atom,  panjang ikatan, sudut ikatan maka terbentuklah suatu visual molekul yang tentu saja ini merupakan usaha pendekatan ke suatu fakta eksperimen.

Misalnya pada awal dahulu untuk menggambarkan rantai atom C yang membentuk ikatan panjang hanya digambarkan secara lurus-lurus saja. Namun kenyataannya sesuatu teori kimia tidak begitu tapi membentuk sudut 120⁰ atau berbentuk zig-zag. Meskipun boleh saja menggambarkan rantai C tersebut lurus, namun perlu ditegaskan kepada siswa bahwa hal itu adalah penyederhaan saja.

 

licoriceball and stickspace fillingsemi-transparent surface

Model dan pengenalan model ikatan semestinya juga diperkenalkan sejak dini. Harapannya tentu apa yang diterima siswa menjadi benar dengan berbagai argumen. Ada beberapa buku-buku ajar kimia sudah memperkenalkan model semacam itu, namun masih ada juga yang belum menggunakan model yang benar secara komputasi.

Saat ini kebanyakan siswa dan mungkin juga para guru kimia belum mendapatkan gambaran yang benar tentang bagaimana memvisualkan atom, molekul, ikatan, bahkan model konfigurasi elektron dengan benar. Kekeliruan ini membuat siswa memiliki persepsi yang salah juga. Bahkan kalau kita menggambarkan konfigurasi elektron suatu atom seolah-olah 2 dimensi, nyatanya tidak demikian.

Gambaran konfigurasi layaknya susunan tata surya itu jelas salah. Persepsi salah itu mestinya disadari oleh guru sedini mungkin. Banyak sekali penvisualisasian kimia yang benar yang bisa didapat dari mengunduh di situs-situs kimia. Ini yang perlu dimanfaatkan untuk membuat pengajaran kimia tidak keliru. Cara demikian itu membuat kimia tidak monoton tanpa penggambaran yang mendekati kenyataan.

Sekali lagi media internet adalah sumber utama pembelajaran untuk kimia. Jika guru tidak mampu membuatnya sendiri, di sana sudah tersedia. Kita tinggal menjelajahnya saja dan mengambilnya untuk digunakan sebagai media belajar di kelas.

Jadi menurut hemat saya sebaiknya buku-buku dan juga semua guru kimia semestinya diperkenalkan model-model terbaru terkait bahan belajar kimia. Kalau sulit untuk mendapatkan akses jurnal terbaru terkait pengajaran kimia melalui forum-forum diskusi itu bisa dijembatani. Namun semua itu kembali kepada keinganan kuat para guru, dan juga ketersediaan fasilitas internet.

Untuk berbagai pemodelan atom, molekul dengan berbagai software kita bisa mengetahuinya. Dari yang berbayar hingga yang gratis kita bisa memanfaatkannya. Software untuk pemvisualan molekul dan pemodelan gratis yang dapat digunakan untuk urusan visualisasi ini dapat dilihat World Index of  BioMolecular Visualization Resources.