## Implementasi Algoritma Prim Dalam Penentuan Ikatan Senyawa Kimia
Olivia Benazir Ester Tiwow 1 , Adhi Kusnadi 2
Fakultas Teknologi Informasi dan Komunikasi, Universitas Multimedia Nusantara, Gading Serpong, Indonesia oliviabenazir@gmail.com adhikusnadi@adhi.kusnadi.umn.ac.id
Diterima 28 September 2017 Disetujui 20 Desember 2017
Abstract— This research concerns the implementation of Prim  algorithm  in  the  determination  of  bond  of  a chemical compound. By doing a minimum spanning tree search  of  a  weight  graph  that  has  been  created.  Input from the user in the form of chemical compounds will be processed  so  that  the  compound  can  be  divided  into elements  that  will  act  as  nodes  on  the  prime  algorithm. Weight  of  the  tangent  node  is  obtained  from  the comparison  of  the  minimum  number  of  atoms  that  can react  between  the  two  elements  that  will  be  bonded  to each  other.  Applications  developed  on  the  basis  of  the web by considering the functionality of the design can be accessed  by  many  people.  System  design  is  poured  into HTML  and  Javascript  programming  language.  All design  functionality  is  poured  into  the  Javascript programming  language.  This  study  is  still  limited  to programs that can only process the input of compounds that are in class A in the periodic table. And preformed compounds  such  as  SO42-,  HO3-.  This  application  has an  accuracy  rate  of  77.41%  and  66.67%  of  testers  said that this application is useful for Indonesian education.
Index  Terms —Chemical  Compound,  prim  algoritm, minimum spanning tree, website, Javascript.

## I. P ENDAHULUAN
Banyak  aspek  kehidupan  pada  saat  sangat membutuhkan sentuhan teknologi. Salah satu diantaranya yaitu di dunia pendidikan. Banyak subjek di  dunia  pendidikan  yang  memerlukan  aplikasi pembelajaran  yang  atraktif  dan  interaktif,  agar semakin  mudah  dipahami  dan  lebih  diproyeksikan dengan  baik  dan  nyata.  Salah  satu  subjek  yang  perlu untuk  diproyeksikan  dengan  baik  adalah  pelajaran kimia,  diantaranya  pada  pembelajaran  mengenai ikatan Kimia. Bentuk dari ikatan kimia dan minimum spanning  tree  jika  diperhatikan  memiliki  bentuk  yang hampir sama. Algoritma Prim adalah salah satu proses algoritma  untuk  mencari  spanning  tree  dengan  angka terkecil  pada  graf  yang  saling  terhubung,  memiliki nilai/berat/harga/angka  dan  tak  berarah.  Inti  dari algoritma  ini  adalah  mencari  jalan  yang  memiliki ongkos  atau  weight  dengan  nilai  paling  kecil  untuk mencapai suatu tujuan tertentu [1].
Oleh  karena  itu,  pada  penelitian  ini  dibuat  suatu website yang bisa menentukan ikatan senyawa kimia.
Untuk  memberi  penggambaran  suatu  senyawa kimia  yang  dapat  terbentuk  dari  satu  unsur  dengan unsur lainnya dengan mengimplementasikan Algoritma Prim.
Penelitian  ini  bertujuan  mengimplementasikan Algoritma  Prim  dalam  menentukan  ikatan  pada senyawa  kimia  dan  memberi  visualisasinya.  Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi pada  dunia  pendidikan  terutama  dalam  Pelajaran Kimia.  Dan  bermanfaat  bagi  siswa-siswa  yang mempelajari  Pelajaran  Kimia  khususnya  tentang ikatan kimia dan menjadi bahan untuk penelitian lebih lanjut untuk bidang yang berkaitan.

## II. L ANDASAN T EORI

## A. Ilmu Kimia
Ilmu  Kimia  adalah  ilmu  pengetahuan  alam  yang mempelajari  tentang  materi  yang  meliputi  struktur, susunan, sifat dan perubahan materi serta energi yang menyertainya.  Materi  dapat  diartikan  sebagai  segala sesuatu  yang  mempunyai  massa,  dan  menempati ruang.  Makhluk  hidup dan  makhluk  yang  tidak  hidup semuanya  terdiri  atas  materi.  Misalnya  manusia, tumbuh  tumbuhan,  hewan,  air,  batu,  kayu,  garam  dan benda  benda  apa  saja  yang  ada  di  sekitar  manusia termasuk materi. Materi terdiri dari tiga macam wujud, yaitu padat, cair dan gas [2].
Materi dapat digolongkan ke dalam tiga golongan, yaitu unsur, senyawa dan campuran. Unsur adalah zat yang  tidak  bisa  diuraikan  ke  bentuk  yang  lebih sederhana lagi melalui reaksi kimia [3]. Contohnya, H (hydrogen), Ca (Kalsium), He (Helium), dan lain-lain.
Materi  tersusun  atas  partikel-partikel  yang  dapat berbentuk  atom,  molekul,  atau  ion.  Atom  adalah partikel  terkecil  dari  suatu  unsur  yang  masih mempunyai  sifat-sifat  unsur  itu.  Molekul  adalah gabungan  dua  atau  lebih  atom  yang  sama  atau berbeda,  sedangkan  ion  adalah  atom  atau  kumpulan atom yang bermuatan listrik [4].
.

## ISSN 2355-3286

## B. Senyawa Kimia
Senyawa adalah zat yang terbentuk oleh dua unsur atau  lebih  unsur  yang  sama  maupun  unsur  yang berbeda  dengan  komposisi  yang  tetap  [4].  Misalnya untuk  senyawa  air,  H2O,  di  dalamnya  tersusun  atas dua unsur hidrogen dan satu unsur oksigen. Ciri yang membedakan  senyawa  adalah  adanya  rumus  kimia. Rumus  kimia  memberikan  perbandingan  atom  dalam zat, dan jumlah atom dalam molekul tunggalnya [5].

## Gambar 1. Senyawa Amida
Gambar  1  menunjukkan  suatu  senyawa  bernama amida.  Amida  adalah  salah  satu  contoh  dari  senyawa kimia  organik.  Senyawa  ini  memiliki  ikatan  C (carbon),  R,  R',  R"  (representasi  dari  senyawa  H (hydrogen)  tetapi  bisa  juga  berarti  CH3,  CH2-CH3, CH2-CH2-CH3,  dan  seterusnya),  O  (oxygen)  dan  N (nitrogen).

## C. Ikatan Kimia
Ikatan Kimia adalah ikatan yang terjadi antar atom atau antar molekul dengan cara sebagai berikut:
1. atom  yang  1  (satu)  melepaskan  elektron, sedangkan  atom  yang  lain  menerima  elektron (serah terima elektron)
2. penggunaan  bersama  pasangan  elektron  yang berasal  dari masing-masing atom yang berikatan
3. penggunaan  bersama  pasangan  elektron  yang berasal dari salah 1 atom yang berikatan [6].
Di  dalam  ikatan  kimia  terbagi  atas  ikatan  ionik, ikatan  kovalen,  dan  ikatan  logam.  Ikatan  kovalen terbagi  atas  tiga  jenis,  yaitu  ikatan  kovalen  tunggal, ikatan  kovalen  dua  rangkap  dan  ikatan  kovalen  tiga rangkap [6].

## D. Tabel Periodik
Tabel sistem periodik merupakan suatu cara untuk menyusun  dan  mengklasifikasi  unsur-unsur,  dimana unsur-unsur  yang  mirip  sifatnya  diletakkan  pada kelompok  yang  sama  [7].  Golongan  pada  sistem periodik modern terbagai menjadi dua, yaitu Golongan Utama  (Golongan  A)  dan  Golongan  Transisi (Golongan  B)  [8].  Unsur-unsur  utama  atau  unsur- unsur  yang  terletak  pada  golongan  A  adalah  unsur- unsur  yang  pengisian  elektronnya  berakhir  pada
subkulit s atau subkulit p, sedangkan unsur-unsur pada golongan  B  yaitu,  unsur-unsur  transisi  adalah  unsur- unsur  yang  pengisian  elektronnya  berakhir  pada subkulit  d  dan  unsur-unsur  transisi  dalam  adalah unsur-unsur yang pengisian elektronnya berakhir pada subkulit  f.  Elektron-elektron  dalam  suatu  atom berusaha  untuk  menempati  subkulit  yang  berenergi rendah,  kemudian  baru  ke  tingkat  energi  yang  lebih tinggi.  Dengan  demikian,  atom  berada  pada  tingkat energi  minimum.  Inilah  yang  disebut  prinsip  Aufbau [9].  Oleh  sebab  inilah,  golongan  A  lebih  cenderung memiliki  atom  yang  tetap  dan  golongan  B  cenderung memiliki  atom  yang  tidak  tetap  karena  elektron berusaha  menempati  atom  pada  golongan  A  yang memiliki  subkulit  dengan  energi  yang  lebih  rendah daripada subkulit golongan transisi.

## E. Algoritma Prim
Algoritma  Prim  adalah  sebuah  algoritma  yang ditemukan pada tahun 1930 oleh seorang matematikawan  Voljtêch  Jarnik,  lalu  secara  terpisah oleh  ahli  komputer  Robert  C  dan  di  tahun  1957, kemudian  dikembangkan  lagi  oleh  Dijkstra  di  tahun 1959  yang  dalam  teori  graf  bisa  mendapatkan  pohon merentang  (spanning  tree)  minimum  dari  sebuah  graf yang diberikan [10].
Pada  algoritma  Prim,  dimulai  pada  vertex  yang mempunyai  sisi  (edge)  dengan  bobot  terkecil.  Sisi yang  dimasukkan  ke  dalam  himpunan  T  adalah  sisi graph  G  yang  bersisian  dengan  sebuah  simpul  di  T, sedemikian sehingga T adalah Tree (pohon). Sisi dari Graph  G  ditambahkan  ke  T  jika  tidak  membentuk cycle [1].

## III. P EMBAHASAN

## A. Prosedur Split Input
Pada  proses  ini  program  akan  melakukan pembacaan  pada  masukan  atau  input  dari  user. Masukan  dibaca  berdasarkan  huruf.  Setiap  unsur dibedakan dengan huruf besar, misalnya, H, O, Cl, C, Rb,  Na,  Al,  S,  dan  seterusnya.  Dan  penulisan  angka untuk  senyawa  yang  memiliki  lebih  dari  satu  unsur yang  sama,  misalnya,  C2H6,  senyawa  memiliki  dua unsur C dan enam unsur H.

## B. Tampilan Antarmuka Aplikasi
Berikut  ini  adalah  tampilan  halaman  utama antarmuka aplikasi.
Gambar 2. Tampilan Halaman Utama

## C. Metode
Penelitian  masih  terbatas  pada  senyawa  yang mengandung unsur dari golongan A. Proses pencarian keluaran  dimulai  dari  proses  split  input.  Setelah masukan di-split, maka akan dibuat weighted grafnya. Yaitu  semua  unsur  yang  berhubungan  satu  node dengan  node  lainnya.  Weight  yang  diletakkan  pada simpul  adalah  jumlah  maksimal  ikatan  yang  bisa dibentuk  oleh  unsur.  Oleh  karena  ikatan  yang  bisa dibentuk  oleh  beberapa  unsur  dapat  berbeda,  maka dilakukan  pembandingan  weight.  Yang  akan  dipilih adalah weight dengan angka yang paling kecil, berarti weight  tersebut  adalah  unsur  yang  dapat  menampung atom  lebih  sedikit/membentuk  ikatan  lebih  sedikit. Dengan  contoh  di  berikut  pada  gambar  3,  maksimal ikatan yang bisa dibentuk unsur H adalah 1 dan unsur O adalah 2. Jadi, dengan masukan user seperti contoh di atas, akan didapat:
Gambar 3. Weight Graph Masukan Senyawa
Setelah  memperoleh  weighted  graph,  maka algoritma  prim  dapat  dijalankan.  Dengan  memberi beberapa persyaratan untuk dapat membuat hasil akhir dari  senyawa  tersebut  bisa  seimbang  dan  memenuhi aturannya.  Syarat  yang  ditambah  adalah  sebelum tentukan node selanjutnya, program harus memperhatikan unsur yang memiliki ikatan yang lebih banyak,  yaitu  O.  Dengan  demikian,  misalnya didahului  oleh  node  H0  dan  H1  dengan  weight  1 (satu),  program  akan  memberikan  pencegahan  karena node  O  belum  memiliki  ikatan.  Jadi,  output  dari senyawa H2O adalah sebagai berikut:
Gambar 4. Hasil Hitung Senyawa
Penggambaran ke dalam canvas dilakukan dengan cara pengecekan pada box yang dibuat.

## IV. H ASIL P ENELITIAN

## A. Pengujian Sampel
Dilakukanlah  uji  coba  dengan  ahli  untuk  validasi keluaran  program.  Ahli  adalah  Yemima  Kurnia,  S.Si seorang guru Kimia di Sekolah Menengah Atas Tunas Bangsa.  Hasil  testing  pada  tester  ahli  adalah  tujuh keluaran  salah  dari  31  senyawa  yang  dicoba,  yaitu 22.58%  salah  dan  77.41%  benar.  Karena  ada  unsur yang telah terbentuk terlebih dahulu sebelum terbentuk dengan unsur lainnya. Contoh senyawa nomor HNO3 merupakan  pasangan  dari  H+  dan  NO3,  Na2SO4 merupakan pasangan dari 2Na+ dan SO42-.  Atau  ada senyawa  isomer,  bila  memiliki  komposisi  senyawa yang sama namun dengan bentuk dan nama berbeda.

## B. Uji Pengguna
Diambil 30 orang penguj untuk memberikan kritik dan saran. Dengan saran untuk memperbaiki tampilan website  agar  lebih  menarik,  adanya  pembuatan database  untuk  senyawa-senyawa  yang  kompleks. Website  seperti  ini  belum  pernah  ditemui  oleh  para tester  ini.  Tester  memberikan  tanggapan  positif  akan kegunaan  website  bagi  pendidikan  Indonesia  dengan hasil sebagai berikut:

## ISSN 2355-3286
Tabel 1. Rekapitulasi Hasil Uji Pengguna
Dari  30  orang  penguji,  sebagian  besar  yaitu  20 orang  atau  66,67%  menyatakan  bahwa  aplikasi  ini positif  berguna bagi pendidikan Indonesia.

## V. S IMPULAN
Penelitian mengenai implementasi Algoritma Prim dalam penentuan ikatan kimia dari suatu senyawa dan memvisualisasikannya  dalam  gambar  2D  (dua dimensi)  berhasil  dilakukan  dengan  tingkat  akurasi sebesar 77.41%. Aplikasi ini dapat memvisualisasikan ikatan-ikatan  senyawa  tapi  masih  dalam  jangkauan yang  terbatas.  Senyawa-senyawa  yang  tidak  dapat diproses antara lain senyawa yang mengandung unsur dalam  golongan  B  dan  senyawa-senyawa  yang memiliki unsur-unsur yang telah terbentuk sebelumnya,  seperti  SO42-,  HO3-,  senyawa  alkohol,
dan lain sebagainya. Dan 66,67% penguna dari sampel menyatakan  positif  bahwa  aplikasi  ini  berguna  bagi pendidikan Indonesia.
D AFTAR P USTAKA
[1] Jain,  N.,  Shivalkar,  P.S.,  dan  Jainsankar  N.  2013.  Distance Calculator Using Prim’s Algorithm.
[2] Hariandja,  D.,  Cahyana,  U.,  dan  Purwanto.  Pengenalan  Ilmu Kimia.
[3] Khamidinal,  Wahyuningsih,  T.,  dan  Premono,  S.  2009. SMA/MA  Kelas  X  Kimia.  Pusat  Perbukuan  Departemen Pendidikan Nasional.
[4] Grasindo  Tim.  2014.  Top  no.1  Pendalaman  Materi  Kimia SMA Kelas X. 2014. Grasindo : Jakarta.
[5] Neuman,  R.  C.  2000.  Organic  Spectrometry  from  Organic Chemistry. University of California, Riverside.
[6] Dwiyanti,  G.  2003.  Kimia  Organik  SMA  XII.  Yudhistira, Jakarta.
[7] Sugiarto B. 2004. Struktur Atom dan Sistem Periodik Unsur. Surabaya.
[8] Asy’ari, S. Pd. 2011. Cara Menghafal Cepat Unsur Golongan Utama  pada  Sistem  Periodik  Modern  melalui  Jembatan Keledai. Widyaiswara Muda, BDK Banjarmasin.
[9] Utami,  B.,  Saputro,  A.  N.  C.,  dkk.  2009.  Kimia  untuk  SMA dan MA Kelas XI. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
[10] Putro,  H.  P.  Prim  vs  Kruskal  :  Perbandingan  Algoritma Pencarian  Pohon  Merentang  Minimum  .  Institut  Teknologi Bandung, Bandung.