Structures, binding energies, and spectra of isoenergetic water hexamer clusters: Extensive ab initio studies

Journal of Chemical Physics

Volumn 109, Issue 14, 1998, Pages 5886-5895

  Kim, Jongseob ^a   Kim, Kwang S ^a  

^a Pohang University of Science and Technology (POSTECH)   (South Korea)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 0000290520     PISSN: 00219606     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.477211     Document Type: Article

References (115)

1. M. Van Thiel, E. Becker, and G. Pimentel, J. Chem. Phys. 27, 486 (1957);
2. T. R. Dyke and J. S. Muenter, 57, 5011 (1972);
3. 60, 2929 (1974);
4. L. A. Curtiss and J. A. Pople, J. Mol. Spectrosc. 55, 1 (1975);
5. T. R. Dyke, K. M. Mack, and J. S. Muenter, J. Chem. Phys. 66, 498 (1977);
6. J. A. Odutola and T. R. Dyke, 72, 5062 (1980);
7. D. F. Coker, R. E. Miller, and R. O. Watts, 82, 3554 (1985);
8. R. H. Page, M. F. Vernon, Y. R. Shen, and Y. T. Lee, Chem. Phys. Lett. 141, 1 (1987);
9. S. Wuelfert, D. Herren, and S. Leutwyler, J. Chem. Phys. 86, 3751 (1987);
10. 88, 5256 (1988);
11. J. A. Odutola, T. A. Hu, D. Prinslow, S. E. O'Dell, and T. R. Dyke, 88, 5352 (1988);
12. Z. S. Huang and R. E. Miller, 88, 8008 (1988);
13. B. Nelander, 88, 5254 (1988);
14. N. Pugliano and R. J. Saykally, Science 257, 1937 (1992);
15. J. D. Cruzan, L. B. Braly, K. Liu, M. G. Brown, J. G. Loeser, and R. J. Saykally, 271, 59 (1996);
16. K. Liu, M. G. Brown, J. D. Cruzan, and R. J. Saykally, 271, 62 (1996);
17. K. Liu, M. G. Brown, and R. J. Saykally, J. Phys. Chem. 101, 8995 (1997);
18. K. Liu, M. G. Brown, J. D. Cruzan, and R. J. Saykally, 101, 9011 (1997);
19. J. D. Cruzan, M. R. Viant, M. G. Brown, and R. J. Saykally, 101, 9022 (1997);
20. M. R. Viant, J. D. Cruzan, D. D. Lucas, M. G. Brown, K. Liu, and R. J. Saykally, 101, 9032 (1997);
21. U. Buck, I. Ettischer, M. Melzer, V. Buch, and J. Sadlej, Phys. Rev. Lett. 80, 2578 (1998);
22. J. Brudermann, P. Lohbrandt, and U. Buck, 80, 2821 (1998).
23. M. F. Vernon, D. J. Krajnovich, H. S. Kwok, J. M. Lisy, Y. R. Shen, and Y. T. Lee, J. Chem. Phys. 77, 47 (1982);
24. K. Liu, J. D. Cruzan, and R. J. Saykally, Science 271, 929 (1996);
25. R. Frochtenicht, M. Kaloudis, M. Koch, and F. Huisken, J. Chem. Phys. 105, 6128 (1996);
26. F. Huisken, M. Kaloudis, and A. Kulcke, 104, 17 (1996).
27. K. Liu, M. G. Brown, C. Carter, R. J. Saykally, J. K. Gregory, and D. C. Clary, Nature (London) 381, 501 (1996).
28. J. K. Gregory, D. C. Clary, K. Liu, M. G. Brown, and R. J. Saykally, Science 275, 814 (1997).
29. K. S. Kim, M. Dupuis, G. C. Lie, and E. Clementi, Chem. Phys. Lett. 131, 451 (1986).
30. B. J. Mhin, H. S. Kim, H. S. Kim, C. W. Yoon, and K. S. Kim, Chem. Phys. Lett. 176, 41 (1991).
31. B. J. Mhin, J. Kim, S. Lee, J. Y. Lee, and K. S. Kim, J. Chem. Phys. 100, 4484 (1994).
32. B. J. Mhin, S. J. Lee, and K. S. Kim, Phys. Rev. A 48, 3764 (1993);
33. S. S. Xantheas and T. H. Dunning, Jr., J. Chem. Phys. 99, 8774 (1993);
34. S. S. Xantheas, 100, 7523 (1994);
35. L. A. Burke, J. O. Jensen, and P. N. Krishnan, Chem. Phys. Lett. 206, 293 (1993);
36. P. N. Krishnan, J. O. Jensen, and L. A. Burke, 217, 311 (1994).
37. C. E. Dykstra, J. Chem. Phys. 91, 6472 (1989);
38. K. A. Franken, M. Jalaie, and C. E. Dykstra, Chem. Phys. Lett. 198, 59 (1992).
39. P. Cieplak, P. Kollman, and T. Lybrand, J. Chem. Phys. 92, 6755 (1990);
40. A. Vergiri and S. C. Farantos, 98, 4059 (1993).
41. C. J. Tsai and K. D. Jordan, Chem. Phys. Lett. 98, 4059 (1993).
42. R. N. Pribble and T. S. Zwier, Science 265, 75 (1994);
43. C. J. Gruenloh, J. R. Carney, C. A. Arrington, T. S. Zwier, S. Y. Fredricks, and K. D. Jordan, 276, 1678 (1997).
44. K. Kim, K. D. Jordan, and T. S. Zwier, J. Am. Chem. Soc. 116, 11568 (1994).
45. J. K. Gregory and D. C. Clary, J. Phys. Chem. 100, 18014 (1996).
46. J. Kim, B. J. Mhin, S. J. Lee, and K. S. Kim, Chem. Phys. Lett. 219, 243 (1994).
47. J. M. Pedulla, F. Vila, and K. D. Jordan, J. Chem. Phys. 105, 11091 (1996);
48. C. Lee, H. Chen, and G. Fitzgerald, 101, 4472 (1994);
49. 102, 1166 (1994);
50. J. E. Fowler and H. F. Schaefer III, J. Am. Chem. Soc. 117, 446 (1995);
51. M. Head-Gordan and T. Head-Gordon, Chem. Phys. Lett. 220, 122 (1994);
52. C. J. Tsai and K. D. Jordan, J. Chem. Phys. 95, 3850 (1991);
53. D. J. Wales and I. Ohmine, J. Chem. Phys. 98, 7245 (1993);
54. 98, 7257 (1993);
55. D. A. Estrin, L. Paglieri, G. Corongiu, and E. Clementi, J. Phys. Chem. 100, 8701 (1996);
56. J. E. H. Koehler, W. Saenger, and B. Lesying, J. Comput. Chem. 8, 1090 (1987).
57. K. S. Kim, B. J. Mhin, U-S. Choi, and K. Lee, J. Chem. Phys. 97, 6649 (1992);
58. J. Kim, J. Y. Lee, S. Lee, B. J. Mhin, and K. S. Kim, 102, 310 (1995).
59. M. J. Frisch, J. E. Del Bene, J. S. Binkley, and H. F. Schaefer, J. Chem. Phys. 84, 2279 (1986);
60. K. Szalewicz, S. J. Cole, W. Kolos, and R. J. Bartlett, 89, 3662 (1988);
61. D. Feller, 96, 6104 (1992);
62. J. G. C. M. van Duijneveldt-van de Rijdt and F. B. van Duijneveldt, 97, 5019 (1992);
63. S. C. Racine and E. R. Davidson, J. Phys. Chem. 97, 6367 (1993);
64. E. R. Davidson and S. J. Chakravorty, Chem. Phys. Lett. 217, 48 (1994).
65. J. Kim, S. Lee, S. J. Cho, B. J. Mhin, and K. S. Kim, J. Chem. Phys. 102, 839 (1995);
66. S. Lee, J. Kim, J. K. Park, and K. S. Kim, J. Phys. Chem. 100, 14329 (1996).
67. G. W. Neilson and J. E. Enderby, Annu. Rep. Prog. Chem. Sect. C: Phys. Chem. 76, 185 (1979);
68. J. Chandrasekhar, D. C. Spellmeyer, and W. L. Jorgensen, J. Am. Chem. Soc. 106, 903 (1984);
69. T. P. Lybrand and P. A. Kollman, J. Chem. Phys. 83, 2923 (1985);
70. B. J. Mhin, S. Lee, S. J. Cho, K. Lee, and K. S. Kim, Chem. Phys. Lett. 197, 77 (1992).
71. B. J. Mhin, J. Kim, and K. S. Kim, Chem. Phys. Lett. 216, 305 (1993);
72. K. S. Kim, S. Lee, B. J. Mhin, S. J. Cho, and J. Kim, 216, 309 (1993);
73. S. Lee, S. J. Cho, J. K. Park, H.-S. Kim, and K. S. Kim, Bull. Korean Chem. Soc. 15, 774 (1994).
74. J. V. Coe, G. H. Lee, J. G. Eaton, S. T. Arnold, H. W. Sarkas, K. H. Bowen, C. Ludewigt, H. Haberland, and D. R. Worsnop, J. Chem. Phys. 92, 3980 (1990);
75. G. H. Lee, S. T. Arnold, J. G. Eaton, H. W. Sarkas, K. H. Bowen, C. Ludewigt, and H. Haberland, Z. Phys. D 20, 9 (1991);
76. C. Desfrancois, N. Khelifa, A. Lisfi, J. P. Schermann, J. G. Eaton, and K. H. Bowen, J. Chem. Phys. 95, 7760 (1991);
77. C. Desfrancois, A. Lisfi, and J. P. Schermann, Z. Phys. D 24, 297 (1992);
78. L. A. Posey and M. A. Johnson, J. Chem. Phys. 89, 4807 (1988);
79. C. G. Bailey, J. Kim, and M. A. Johnson, J. Phys. Chem. 100, 16782 (1996).
80. K. S. Kim, S. Lee, J. Kim, and J. Y. Lee, J. Am. Chem. Soc. 119, 9329 (1997);
81. S. Lee, J. Kim, S. J. Lee, and K. S. Kim, Phys. Rev. Lett. 79, 2038 (1997).
82. K. S. Kim, I. Park, S. Lee, K. Cho, J. Y. Lee, J. Kim, and J. D. Joannopoulos, Phys. Rev. Lett. 76, 956 (1996);
83. S. Lee, S. J. Lee, J. Y. Lee, J. Kim, K. S. Kim, I. Park, K. Cho, and J. D. Joannopoulos, Chem. Phys. Lett. 254, 128 (1996);
84. J. Kim, J. M. Park, K. S. Oh, J. Y. Lee, S. Lee, and K. S. Kim, J. Chem. Phys. 106, 10207 (1997).
85. C. Desfrancois, H. Abdoul-Carime, N. Khelifa, J. P. Schermann, V. Brenner, and P. Millie, J. Chem. Phys. 102, 4952 (1995).
86. K. S. Kim and E. Clementi, J. Am. Chem. Soc. 107, 227 (1985);
87. K. S. Kim and E. Clementi, 107, 5504 (1985);
88. K. S. Kim, J. Comput. Chem. 6, 256 (1985);
89. K. S. Kim, H. L. Nguyen, P. K. Swaminathan, and E. Clementi, J. Phys. Chem. 89, 2870 (1985);
90. K. S. Kim, Bull. Korean Chem. Soc. 14, 18 (1993);
91. K. S. Kim, Chem. Phys. Lett. 159, 261 (1989).
92. The DZP basis set comprised the Huzinaga/Dunning basis sets with a set of five d orbitals with the exponent 0.85 for O and a set of three p functions with the exponent 1.0 for H. The scaling factor of 1.2 was used for the s functions of H. See Ref. 15 for the basis sets of TZ2P, TZ2P(f,d), [7s4p2df/4s2p1d], and [9s6p4d2fg/6s4p2d]. The exponents of the diffuse basis function of TZ2P++, TZ2P(f,d)++, and TZ3P(f,d)++ are 0.08993, 0.05840, and 0.03016 for s, p of O and s of H, respectively; those of QZ(3df,2pd)++ are 0.055136, 0.013784, 0.044440, and 0.10625 for two s, p, and d of O, and 0.10625, 0.09375 for s, p of H; those of HZ4P(2fg,2d)++ are 0.04790, 0.011975, and 0.032223 for two s and p of O, and 0.0181978 for s of H.
93. T. H. Dunning, Jr., J. Chem. Phys. 90, 1007 (1989);
94. R. A. Kendall, T. H. Dunning, Jr., and R. J. Harrison, J. Chem. Phys. 96, 6796 (1992);
95. D. E. Woon and T. H. Dunning, Jr., J. Chem. Phys. 98, 1358 (1993).
96. J. A. Pople, M. Head-Gordon, and K. Raghavachari, J. Chem. Phys. 87, 5968 (1987).
97. C. Lee, W. Yang, and R. G. Parr, Phys. Rev. B 37, 785 (1988);
98. A. D. Becke, Phys. Rev. 38, 3098 (1988);
99. A. D. Becke, J. Chem. Phys. 98, 5648 (1993).
100. S. F. Boys and F. Bernardi, Mol. Phys. 19, 553 (1970).
101. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, P. M. W. Gill, B. G. Johnson, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, T. Keith, G. A. Petersson, J. A. Montgomery, K. Raghavachari, M. A. Al-Laham, V. G. Zakrzewski, J. V. Ortiz, J. B. Foresman, J. Cioslowski, B. B. Stefanov, A. Nanayakkara, M. Challacombe, C. Y. Peng, P. Y. Ayala, W. Chen, M. W. Wong, J. L. Andres, E. S. Replogle, R. Gomperts, R. L. Martin, D. J. Fox, J. S. Binkley, D. J. Defrees, J. Baker, J. P. Stewart, M. Head-Gordon, C. Gonzalez, and J. A. Pople, GAUSSIAN 94 (Gaussian, Inc., Pittsburgh PA, 1995).
102. K. S. Kim, J. Y. Lee, H. S. Choi, J. Kim, and J. H. Jang, Chem. Phys. Lett. 265, 497 (1997);
103. K. S. Kim, J. Y. Lee, S. J. Lee, T.-K. Ha, and D. H. Kim, J. Am. Chem. Soc. 116, 7399 (1994);
104. J. Y. Lee, S. J. Lee, H. S. Choi, S. J. Cho, K. S. Kim, and T. K. Ha, Chem. Phys. Lett. 232, 67 (1995);
105. P. Tarakeshwar, S. J. Lee, J. Y. Lee, and K. S. Kim, J. Chem. Phys. 108, 7217 (1998).
106. J. M. Pedulla, F. Vila, and K. D. Jordan, J. Chem. Phys. 105, 11091 (1996).
107. S. A. Clough, Y. Beers, G. P. Klein, and L. S. Rothman, J. Chem. Phys. 59, 2254 (1973);
108. T. R. Dyke and J. S. Muenter, J. Chem. Phys. 59, 3125 (1973);
109. G. D. Zeiss and W. J. Meath, Mol. Phys. 33, 1155 (1977);
110. H. J. Werner and W. Meyer, Mol. Phys. 31, 855 (1976).
111. L. A. Curtiss, D. L. Frurips, and M. Blander, J. Chem. Phys. 71, 2703 (1979).
112. W. J. Hehre, L. Radon, P. v. R. Schleyer, and J. A. Pople, Ab initio Molecular Orbital Theory (Wiley, New York, 1986)
113. J. Y. Lee, O. Hahn, S. J. Lee, H. S. Choi, H. Shim, B. J. Mhin, and K. S. Kim, J. Phys. Chem. 99, 1913 (1995);
114. J. Y. Lee, O. Hahn, S. J. Lee, B. J. Mhin, M. S. Lee, and K. S. Kim, J. Phys. Chem. 99, 2262 (1995).
115. T. R. Walsh and D. J. Wales, J. Chem. Soc., Faraday Trans. 92, 2505 (1996).