Hydrogen Bonding in Water Clusters: Pair and Many-Body Interactions from Symmetry-Adapted Perturbation Theory

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 103, Issue 34, 1999, Pages 6811-6819

  Milet, Anne ^a   Moszynski, Robert ^b   Wormer, Paul E S ^c   Van der Avoird, Ad ^c  

^a UNIVERSITÉ DE STRASBOURG   (France)

^b UNIVERSITY OF WARSAW   (Poland)

^c RADBOUD UNIVERSITY NIJMEGEN   (Netherlands)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 0000053020     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp990773d     Document Type: Article

References (131)

1. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J.; Impley, R.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926.
2. Fraser, G. T. Int. Rev. Phys. Chem. 1991, 10, 189.
3. Pugliano, N.; Saykally, R. J. Science 1992, 257, 1937.
4. Liu, K.; Elrod, M. J.; Loeser, J. G.; Cruzan, J. D.; Pugliano, N.; Brown, M. G.; Rzepiela, J.; Saykally, R. J. Faraday Discuss. Chem. Soc. 1993, 97, 35.
5. Liu, K.; Loeser, J. G.; Elrod, M. J.; Host, B. C.; Rzepiela, J. A.; Saykally, R. J. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 3507.
6. Suzuki, S.; Blake, G. A. Chem. Phys. Lett. 1994, 229, 499.
7. Liu, K.; Cruzan, J. D.; Saykally, R. J. Science 1996, 271, 929.
8. Liu, K.; Brown, M. G.; Carter, C.; Saykally, R. J.; Gregory, J. K.; Clary, D. C. Nature 1996, 381, 501.
9. Cruzan, J. D.; Braly, L. B.; Liu, K.; Brown, M. G.; Loeser, J. G.; Saykally, R. J. Science 1996, 271, 59.
10. Cruzan, J. D.; Brown, M. G.; Liu, K.; Braly, L. B.; Saykally, R. J. J. Chem. Phys. 1996, 105, 6634.
11. Liu, K.; Brown, M. G.; Cruzan, J. D.; Saykally, R. J. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 9011.
12. Liu, K.; Brown, M. G.; Saykally, R. J. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 8995.
13. Cruzan, J. D.; Viant, M. R.; Brown, M. G.; Saykally, R. J. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 9022.
14. Brown, M. G.; Keutsch, F. N.; Saykally, R. J. J. Chem. Phys. 1998, 109, 9645.
15. Viant, M. R.; Brown, M. G.; Cruzan, J. D.; Saykally, R. J.; Geleijns, M.; van der Avoird, A. J. Chem. Phys. 1999, 110, 4369.
16. Clementi, E.; Kolos, W.; Lie, G. C.; Ranghino, G. Int. J. Quantum Chem. 1980 17, 377.
17. Habitz, P.; Bagus, P.; Siegbahn, P.; Clementi, E. Int. J. Quantum Chem. 1983, 23, 1803.
18. Clementi, E.; Corongiu, G. Int. J. Quantum Chem., Quantum Biol. Symp. 1983, 10, 31.
19. Wojcik, M.; Clementi, E. J. Chem. Phys. 1986, 84, 5970.
20. Detrich, J.; Corongiu, G.; Clementi, E. Int. J. Quantum Chem., Quantum Chem. Symp. 1984, 18, 701.
21. Detrich, J.; Corongiu, G.; Clementi, E. Chem. Phys. Lett. 1984 112, 426.
22. Vos, R. J.; Hendriks, R.; van Duijneveldt, F. B. J. Comput. Chem. 1990, 11, 1.
23. Millot, C.; Stone, A. J. Mol. Phys. 1992, 77, 439.
24. Chakravorty, S. J.; Davidson, E. R. J. Phys. Chem. 1993, 97, 6373.
25. Scheiner, S. Annu. Rev. Phys. Chem. 1994, 45, 23.
26. Kim, K.; Jordan, K. D. J. Phys. Chem. 1994, 98, 10089.
27. Feyereisen, M. W.; Feller, D.; Dixon, D. A. J. Phys. Chem. 1996, 100, 2993.
28. Mas, E. M.; Szalewicz, K. J. Chem. Phys. 1996, 104, 7606.
29. Leforestier, C.; Braly, L. B.; Liu, K.; Elrod, M. J.; Saykally, R. J. J. Chem. Phys. 1997, 106, 8527.
30. Schutz, M.; Brdarski, S.; Widmark, P.-O.; Lindh, R.; Karlströmm, G. J. Chem. Phys. 1997, 107, 4597.
31. Mas, E. M.; Szalewicz, K.; Bukowski, R.; Jeziorski, B. J. Chem. Phys. 1997, 107, 4207.
32. Millot, C.; Soetens, J.-C.; Martins Costa, M. T. C.; Hodges, M. P.; Stone, A. J. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 754.
33. Chen, H.; Liu, S.; Light, J. C. J. Chem. Phys. 1999, 110, 168.
34. Fellers, R. S.; Braly, L. B.; Saykally, R. J.; Leforestier, C. J. Chem. Phys. 1999, 110, 6306.
35. Groenenboom, G. C.; van der Avoird, A.; Wormer, P. E. S. To be published.
36. Hartke, B.; Schütz, M.; Werner, H.-J. Chem. Phys. 1998, 239, 561.
37. Kim, K. S.; Dupuis, M.; Lie, G. C.; Clementi, E. Chem. Phys. Lett. 1986, 131, 451.
38. Honegger, E.; Leutwyler, S. J. Chem. Phys. 1988, 88, 2582.
39. Chalasinski, G.; Szczesniak, M. M.; Cieplak, P.; Scheiner, S. J. Chem. Phys. 1991, 94, 2873.
40. Kelterbaum, R.; Turki, N.; Rahmouni, A.; Kochanski, E. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 1994, 314, 191.
41. Xantheas, S.; Dunning, T. H., Jr. J. Chem. Phys. 1993, 99, 8774.
42. Xantheas, S. J. Chem. Phys. 1994, 100, 7523.
43. Hodges, M. P.; Stone, A. J.; Xantheas, S. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 9163.
44. Lee, C.; Chen, H.; Fitzgerald, G. J. Chem. Phys. 1995, 102, 1266.
45. Xantheas, S. J. Chem. Phys. 1995, 102, 4505.
46. Estrin, D. A.; Paglieri, L.; Corongiu, G.; Clementi, E. J. Phys. Chem. 1996, 100, 8701.
47. Engkvist, O.; Forsberg, N.; Schütz, M.; Karlström, G. Mol. Phys. 1997, 90, 277.
48. Gresh, N. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 8680.
49. Schütz, M.; Rauhut, G.; Werner, H.-J. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 5997.
50. Xantheas, S.; Dunning, T. H., Jr. J. Chem. Phys. 1993, 98, 8037.
51. van Duijneveldt-van de Rijdt, J. G. C. M.; van Duijneveldt, F. B. Chem. Phys. 1993, 175, 271.
52. Wales, D. J. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 11180.
53. Schütz, M.; Bürgi, T.; Leutwyler, S. J. Chem. Phys. 1993, 99, 5228.
54. Fowler, J. E.; Schaefer, H. F., III. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 446.
55. Bürgi, T.; Graf, S.; Leutwyler, S.; Klopper, W. J. Chem. Phys. 1995, 103, 1077.
56. Klopper, W.; Schütz, M.; Lüthi, H. P.; Leutwyler, S. J. Chem. Phys. 1995, 103, 1085.
57. van Duijneveldt-van de Rijdt, J. G. C. M.; van Duijneveldt, F. B. Chem. Phys. Lett. 1995, 237, 560.
58. Klopper, W.; Schütz, M. Chem. Phys. Lett. 1995, 237, 536.
59. Sabo, D.; Bade, Z.; Bürgi, T.; Leutwyler, S. Chem. Phys. Lett. 1995, 244, 283.
60. Sabo, D.; Bacic, Z.; Graf, S.; Leutwyler, S. Chem. Phys. Lett. 1996, 261, 318.
61. Gregory, J. K.; Clary, D. C. J. Phys. Chem. 1996, 100, 18014.
62. van der Avoird, A.; Olthof, E. H. T.; Wormer, P. E. S. J. Chem. Phys. 1996, 105, 8034.
63. Olthof, E. H. T.; van der Avoird, A.; Wormer, P. E. S. J. Chem. Phys. 1996, 105, 8051.
64. Xantheas, S. Philos. Mag. B 1996, 73, 107.
65. Gregory, J. K.; Clary, D. C. J. Chem. Phys. 1995, 103, 8924.
66. Guiang, C. S.; Wyatt, R. E. Int. J. Quantum Chem, 1998, 68, 233.
67. Loerting, T.; Liedl, K. R.; Rode, B. J. Chem. Phys. 1998, 109, 2672.
68. Geleijns, M.; van der Avoird, A. J. Chem. Phys. 1999, 110, 823.
69. Koehler, J. E. H.; Saenger, W.; Lesyng, B. J. Comput. Chem. 1987, 8, 1090.
70. Schütz, M.; Klopper, W.; Lüthi, H.-P.; Leutwyler, S. J. Chem. Phys. 1995, 103, 6114.
71. Wales, D. J.; Walsh, T. R. J. Chem. Phys. 1997, 106, 7193.
72. Wales, D. J.; Walsh, T. R. J. Chem. Phys. 1995, 105, 6957.
73. Masella, M.; Gresh, N.; Flament, J.-P. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1998, 94, 2745.
74. Franken, K. A.; Jalaie, M.; Dykstra, C. E. Chem. Phys. Lett. 1992, 198, 59.
75. Tsai, C. J.; Jordan, K. D. Chem. Phys. Lett. 1993, 213, 181.
76. Mhin, B. J.; Kim, J.; Lee, S.; Lee, Y.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 1994, 100, 4484.
77. Kim, K.; Jordan, K. D.; Zwier, T. S. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 11568.
78. Lee, C.; Chen, H.; Fitzgerald, G. J. Chem. Phys. 1994, 101, 4472.
79. Pedulla, J. M.; Vila, F.; Jordan, K. D. J. Chem. Phys. 1996, 105, 11091.
80. Pedulla, J. M.; Kim, K.; Jordan, K. D. Chem. Phys. Lett. 1998, 291, 77.
81. Laasonen, K.; Parrinello, M.; Carr, R.; Lee, C.; Vanderbilt, D. Chem. Phys. Lett. 1993, 207, 208.
82. Wales, D. J.; Ohmine, I. J. Chem. Phys. 1993, 98, 7245.
83. Wales, D. J.; Ohmine, I. J. Chem. Phys. 1993, 98, 7257.
84. Sremaniak, L. S.; Perera, L.; Berkowitz, M. L. J. Chem. Phys. 1996, 105, 3715.
85. Graf, S.; Mohr, W.; Leutwyler, S. J. Chem. Phys. 1999, 110, 7893.
86. Chalasinski, G.; Szczesniak, M. M.; Cybulski, S. M. J. Chem. Phys. 1990, 92, 2481. Chalasinski, G.; Szczesniak, M. M.; Kendall, R. A. J. Chem. Phys. 1994, 101, 8860.
87. Chalasinski, G.; Szczesniak, M. M.; Cybulski, S. M. J. Chem. Phys. 1990, 92, 2481. Chalasinski, G.; Szczesniak, M. M.; Kendall, R. A. J. Chem. Phys. 1994, 101, 8860.
88. Chalasinski, G.; Szczesniak, M. M. Chem. Rev. 1994, 94, 1723.
89. Szalewicz, K.; Jeziorski, B. Mol. Phys. 1979, 38, 191.
90. Moszynski, R.; Jeziorski, B.; Ratkiewicz, A.; Rybak, S. J. Chem. Phys. 1993, 99, 8856.
91. Moszynski, R.; Jeziorski, B.; Szalewicz, K. J. Chem. Phys. 1994, 100, 1312.
92. Moszynski, R.; Jeziorski, B.; Rybak, S.; Szalewicz, K.; Williams, H. L. J. Chem. Phys. 1994, 100, 5080.
93. Moszynski, R.; Cybulski, S. M.; Chalasinski, G. J. Chem. Phys. 1994, 100, 4998.
94. Rybak, S.; Jeziorski, B.; Szalewicz, K. J. Chem. Phys. 1991, 95, 6576.
95. Chalasinski, G.; Jeziorski, B. Theor. Chim. Acta 1977, 46, 211.
96. Jeziorska, M.; Jeziorski, B.; Cizek, J. Int. J. Quantum Chem. 1987, 32, 149.
97. Moszynski, R.; Heijmen, T. G. A.; Jeziorski, B. Mol. Phys. 1996, 88, 741.
98. Moszynski, R.; Wormer, P. E. S.; Jeziorski, B.; van der Avoird, A. J. Chem. Phys. 1995, 103, 8058; 1997, 107, E672.
99. Moszynski, R.; Wormer, P. E. S.; Jeziorski, B.; van der Avoird, A. J. Chem. Phys. 1995, 103, 8058; 1997, 107, E672.
100. Lotrich, V.; Szalewicz, K. J. Chem. Phys. 1997, 106, 9668.
101. Jeziorski, B.; Moszynski, R.; Szalewicz, K. Chem. Rev. 1994, 94, 1887.
102. Moszynski, R.; Wormer, P. E. S.; van der Avoird, A. Computational Molecular Spectroscopy; Bunker, P. R., Jensen, P., Eds.; Wiley: New York, 1999.
103. van der Avoird, A.; Wormer, P. E. S.; Moszynski, R. Chem. Rev. 1994, 94, 1931.
104. van der Avoird, A.; Wormer, P. E. S.; Moszynski, R. Molecular Interactions: From van der Wools to Strongly Bound Complexes; Scheiner, S., Ed.; Wiley: New York, 1997; p 105.
105. Moszynski, R.; Heijmen, T. G. A.; Wormer, P. E. S.; van der Avoird, A. Adv. Quantum Chem. 1997, 28, 118.
106. Korona, T.; Moszynski, R.; Jeziorski, B. J. Chem. Phys. 1996, 105, 8178.
107. Moszynski, R.; Wormer, P. E. S.; Heijmen, T. G. A.; van der Avoird, A. J. Chem. Phys. 1998, 108, 579.
108. Turki, N.; Milet, A.; Rahmouni, A.; Ouamerali, O.; Moszynski, R.; Kochanski, E.; Wormer, P. E. S. J. Chem. Phys. 1998, 109, 7157.
109. Urban, M.; Noga, J.; Cole, S. J.; Bartlett, R. J. J. Chem. Phys. 1985, 83, 4041.
110. Pople, J. A.; Head-Gordon, M.; Raghavachari, K. J. Chem. Phys. 1987, 87, 5968.
111. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
112. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098.
113. Perdew, J. P. Phys. Rev. B 1986, 33, 8822.
114. Perdew, J. P. Phys. Rev. B 1986, 34, E7406.
115. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
116. Perdew, J. P.; Wang, Y. Phys. Rev. B 1992, 45, 13244.
117. Perdew, J. P.; Chevary, J. A.; Vosko, S. H.; Jackson, K. A.; Pederson, M. R.; Singh, D. J.; Fiolhais, C. Phys. Rev. B 1992, 46, 6671.
118. Guo, H.; Sirois, S.; Proynov, E. I.; Salahub, D. R. Theoretical Treatments of Hydrogen Bonding; Hadzi, D., Ed.; Wiley: New York, 1997; p 49.
119. Guo, H.; Salahub, D. R. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1998, 37, 2985.
120. Bemish, R. J.; Oudejans, L.; Miller, R. E.; Moszynski, R.; Heijmen, T. G. A.; Wormer, P. E. S.; van der Avoird, A. J. Chem. Phys. 1998, 109, 8968.
121. Boys, S. F.; Bernardi, F. Mol. Phys. 1970, 19, 553.
122. Turi, L.; Dannenberg, J. J. J. Phys. Chem. 1993, 97, 2488.
123. Valiron, P.; Mayer, I. Chem. Phys. Lett. 1997, 275, 46.
124. Frisch, M. J.; Tracks, G. W.; Schlegel, H. B.; Gill, P. M. W.; Johnson, B. G.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Keith, T.; Petersson, G. A.; Montgomery, J. A.; Raghavachari, K.; Al-Laham, M. A.; Zakrzewski, V. G.; Ortiz, J. V.; Foresman, J. B.; Peng, C. Y.; Ayala, P. Y.; Chen, W.; Wong, M. W.; Andres, J. L.; Replogle, E. S.; Gomperts, R.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Binkley, J. S.; Defrees, D. J.; Baker, J.; Stewart, J. P.; Head-Gordon, M.; Gonzalez, C.; Pople, J. A. Gaussian 94, Revision B.2; Gaussian Inc.: Pittsburgh, PA, 1995.
125. Dunning, T. H., Jr. J. Chem. Phys. 1989, 90, 1007; Kendall, R. A.; Dunning, T. H., Jr.; Harrison, R. J. J. Chem. Phys. 1992, 96, 6769.
126. Dunning, T. H., Jr. J. Chem. Phys. 1989, 90, 1007; Kendall, R. A.; Dunning, T. H., Jr.; Harrison, R. J. J. Chem. Phys. 1992, 96, 6769.
127. MOLPRO is a package of ab initio programs written by H.-J. Werner and P. J. Knowles; with contributions from J. Almlöf, R. D. Amos, A. Berning; D. L. Cooper, M. J. Deegan.; A. J. Dobbyn, F. Eckert, S. T. Elbert, C. Hampel, R. Lindh, A. W. Llyod, W. Meyer, A. Nicklass, K. Peterson, R. Pitzer, M. Schütz, A. J. Stone, P. R. Taylor, M. E. Mura, P. Pulay, H. Stoll, and T. Thorsteinsson.
128. Jeziorski, B.; Moszynski, R.; Ratkiewicz, A.; Rybak, S.; Szalewicz, K.; Williams, H. L. SAPT: A Program for Many-Body Symmetry-Adapted Perturbation Theory Calculations of Intermolecular Interactions. In Methods and Techniques in Computational Chemistry: METECC-94, vol. B Medium Size Systems; Clementi, E., Ed.; STEF: Cagliari, 1993; p 79.
129. Wormer, P. E. S.; Moszynski, R. SAPT3 package; Nijmegen, 1996.
130. Schütz, M.; private communication.
131. Ahlström, P.; Wallqvist, A.; Engström, S.; Jönsson, B. Mol. Phys. 1989, 68, 563.