A multiplet analysis of Fe K-edge 1s → 3d pre-Edge features of iron complexes

Journal of the American Chemical Society

Volumn 119, Issue 27, 1997, Pages 6297-6314

  Westre, Tami E ^a   Kennepohl, Pierre ^a   DeWitt, Jane G ^a   Hedman, Britt ^b   Hodgson, Keith O ^a,b   Solomon, Edward I ^a  

^a STANFORD UNIVERSITY   (United States)

^b SLAC NATIONAL ACCELERATOR LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

FERRIC ION; FERROUS ION; IRON COMPLEX;

ABSORPTION SPECTROSCOPY; ARTICLE; DIPOLE; ENERGY TRANSFER; GEOMETRY; MOLECULAR INTERACTION;

EID: 0030813870     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja964352a     Document Type: Article

References (104)

1. Roe, A. L.; Schneider, D. J.; Mayer, R. J.; Pyrz, J. W.; Widom, J.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 1676.
2. Kauzlarich, S. M.; Teo, B. K.; Zirino, T.; Burman, S.; Davis, J. C.; Averill, B. A. Inorg. Chem. 1986, 25, 2781.
3. Hedman, B.; Co, M. S.; Armstrong, W. H.; Hodgson, K. O.; Lippard, S. J. Inorg. Chem. 1986, 25, 3708.
4. Bunker, G.; Petersson, L.; Sjöberg, B.-M.; Sahlin, M.; Chance, M.; Chance, B.; Ehrenberg, A. Biochemistry 1987, 26, 4708.
5. Scarrow, R. C.; Maroney, M. J.; Palmer, S. M.; Que, L., Jr.; Roe, A. L.; Salowe, S. P.; Stubbe, J. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 7857.
6. Zhang, K.; Stern, E. A.; Ellis, F.; Sanders-Loehr, J.; Shiemke, A. K. Biochemistry 1988, 27, 7470.
7. Tsang, H.-T.; Batie, C. J.; Ballou, D. P.; Penner-Hahn, J. E. Biochemistry 1989, 28, 7233.
8. True, A. E.; Orville, A. M.; Pearce, L. L.; Lipscomb, J. D.; Que, L., Jr. Biochemistry 1990, 29, 10847.
9. DeWitt, J. G.; Bentsen, J. G.; Rosenzweig, A. C.; Hedman, B.; Green, J.; Pilkington, S.; Papaefthymiou, C. G.; Dalton, H.; Hodgson, K. O.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 9219.
10. Van der Heijdt, L. M.; Feiters, M. C.; Navaratnam, S.; Nolting, H.-F.; Hermes, C.; Veldink, G. A.; Vliegenthart, J. F. G. Eur. J. Biochem. 1992, 207, 793.
11. True, A. E.; Scarrow, R. C.; Randall, C. R.; Holz, R. C.; Que, L., Jr. J. Am. Chem: Soc. 1993, 115, 4246.
12. Randall, C. R.; Zang, Y.; True, A. E.; Que, L., Jr.; Charnock, J. M.; Garner, C. D.; Fujishima, Y.; Schofield, C. J.; Baldwin, J. E. Biochemistry 1993, 32, 6664.
13. Bertini, I.; Briganti, F.; Mangani, S.; Nolting, H.-F.; Scozzafava, A. Biochemistry 1994, 33, 10777.
14. Scarrow, R. C.; Trimitsis, M. G.; Buck, C. P.; Grove, G. N.; Cowling, R. A.; Nelson, M. J. Biochemistry 1994, 33, 15023.
15. Pavlosky, M. A.; Zhang, Y.; Westre, T. E.; Gan, Q.-F.; Pavel, E. G.; Campochiaro, C.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 4316.
16. Loeb, K. E.; Zaleski, J. M.; Westre, T. E.; Guajardo, R. J.; Mascharak, P. K.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 4545.
17. Westre, T. E.; Loeb, K. E.; Zaleski, J. M.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 1309.
18. DeWitt, J. G.; Rosenzweig, A. C.; Salifoglou, A.; Hedman, B.; Lippard, S. J.; Hodgson, K. O. Inorg. Chem. 1995, 34, 2505.
19. Wang, X.; Randall, C. R.; True, A. E.; Que, L., Jr. Biochemistry 1996, 35, 13946.
20. Shulman, R. G.; Yafet, Y.; Eisenberger, P.; Blumberg, W. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1976, 73, 1384.
21. Randall, C. R.; Shu, L.; Chiou, Y.-M.; Hagen, K. S.; Ito, M.; Kitajima, N.; Lachicotte, R. J.; Zang, Y.; Que, L., Jr. Inorg. Chem. 1995, 34, 1036.
22. Loeb, K. E.; Westre, T. E.; Kappock, T. J.; Mitic, N.; Glasfeld, J.; Caradonna, J. P.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 1901.
23. Hahn, J. E.; Scott, R. A.; Hodgson, K. O.; Doniach, S.; Desjardins, S. R.; Solomon, E. I. Chem. Phys. Lett. 1982, 88, 595.
24. Blair, R. A.; Goddard, W. A. Phys. Rev. 1980, B22, 2767.
25. Brouder, C. J. Phys.: Condens. Matter 1990, 2, 701.
26. Wong, J.; Lytle, F. W.; Messmer, R. P.; Maylotte, D. H. Phys. Rev. 1984, B30, 5596.
27. Kau, L.-S.; Spira-Solomon, D. J.; Penner-Hahn, J. E.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 6433.
28. Colpas, G. J.; Maroney, M. J.; Bagyinka, C.; Kumar, M.; Willis, W. S.; Suib, S. L.; Baidya, N.; Mascharak, P. K. Inorg. Chem. 1991, 30, 920.
29. Sano, M.; Komorita, S.; Yamatera, H. Inorg. Chem. 1992, 31, 459.
30. 3-; TMC = 1,4,8,11-tetramethyl-1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane; TPA = tris(2-pyridylmethyl)amine; OAc = acetate bridge; OPh = phenolate bridge; OPht = phthalate bridge; OBz = benzoate bridge.
31. Scott, R. A.; Hahn, J. E.; Doniach, S.; Freeman, H. C.; Hodgson, K. O. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 5364.
32. Lytle, F. W. In Applications of Synchrotron Radiation; Winick, H., Xiam, D., Ye, M.-H., Huang, T., Eds.; Gordon and Breach Science Publishers: New York, 1989; p 135.
33. Garbow, B. S.; Hillstrom, K. E.; More, J. J., Argonne National Laboratory.
34. Agarwal, B. K. X-ray Spectroscopy, Springer-Verlag: Berlin, 1979; p 276.
35. Lytle, F. W.; Greegor, R. B.; Sandstrom, D. R.; Marques, E. C.; Wong, J.; Spiro, C. L.; Huffman, G. P.; Huggins, F. E. Nucl. Instrum. Methods 1984, 226, 542.
36. Tyson, T. A.; Roe, A. L.; Frank, P.; Hodgson, K. O.; Hedman, B. Phys. Rev. 1989, B39, 6305.
37. Baerends, E. J.; Ellis, D. E.; Ros, P. E. J. Chem. Phys. 1973, 2, 41.
38. teVelde, G.; Baerends, E. J. J. Comput. Chem. 1992, 99, 84.
39. Vosko, S. J.; Wilk, M.; Nussair, M. Can. J. Phys. 1980, 58, 1200.
40. Becke, A. J. Chem. Phys. 1986, 84, 4524.
41. Becke, A. J. Chem. Phys. 1988, 88, 1053.
42. Becke, A. Phys. Rev. 1988, A38, 3098.
43. Perdew, J. P. Phys. Rev. 1986, B33, 8822.
44. Perdew, J. P. Phys. Rev. 1986, B34, 7406.
45. Briois, V.; Cartier dit Moulin, C.; Sainctavit, P.; Brouder, C.; Flank, A.-M. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 1019.
46. Stout, J. W.; Reed, S. A. J. Am. Chem. Soc. 1954, 76, 5279.
47. Ferrari, A.; Braibanti, A.; Bigliardi, G. Acta Crystallogr. 1963, 16, 846.
48. Gregory, N. W.; Wydeven, T. J. Phys. Chem. 1963, 67, 927.
49. Wyckoff, R. W. G. Crystal Structures, 2 ed.; Robert E. Krieger Publishing Co.: Malabar, FL, 1982; Vol. 1, pp 268, 416.
50. Beattie, J. K.; Moore, C. J. Inorg. Chem. 1982, 21, 1292.
51. Hamilton, W. C. Acta Crystallogr. 1962, 15, 353.
52. Price, D. C. Can. J. Phys. 1987, 65, 1280.
53. Montgomery, H.; Chastain, R. V.; Natt, J. J.; Witkowska, A. M.; Lingafelter, E. C. Acta Crystallogr. 1967, 22, 775.
54. Burbridge, C. D.; Goodgame, D. M. L. Inorg. Chim. Acta 1970, 4, 231.
55. Miller, L. L.; Jacobsen, R. A.; Chen, Y.-S.; Kurtz, D. M., Jr. Acta Crystallogr. 1989, C45, 527.
56. Lauher, J. W.; Ibers, J. A. Inorg. Chem. 1975, 14, 348.
57. Briat, B.; Canit, J. C. Mol. Phys. 1983, 48, 33.
58. Kitajima, N. Private communication, 1994.
59. Pabst, A. Am. Minerol. 1943, 28, 372.
60. Pabst, A. Acta Crystallogr. 1959, 12, 733.
61. Hodges, K. D.; Wollmann, R. G.; Barefield, E. K.; Hendrickson, D. N. Inorg. Chem. 1977, 16, 2746.
62. Hepworth, M. A.; Jack, K. H.; Peacock, R. D.; Westland, G. J. Acta Crystallogr. 1957, 10, 63.
63. Gregory, N. W. J. Am. Chem. Soc. 1951, 73, 472.
64. Hatfield, W. E.; Fay, R. C.; Pfluger, C. E.; Piper, T. S. J. Am. Chem. Soc. 1963, 85, 265.
65. Iball, J.; Morgan, C. H. Acta Crystallogr. 1967, 23, 239.
66. Holt, S.; Dingle, R. Acta Chem. Scand. 1968, 22, 1091.
67. Jaeger, F. M.; Mees, R. T. A. Proc. Acad. Sci. Amsterdam 1918, 20, 283.
68. Clark, H. C.; Curtis, N. F.; Odell, A. L. J. Chem. Soc. 1954, 63.
69. Wyckoff, R. W. G. Crystal Structures, 2nd ed.; Robert E. Krieger Publishing Co.: Malabar, FL, 1982; Vol. 3, pp 875, 898.
70. Kistenmacher, T. J.; Stucky, G. D. Inorg. Chem. 1968, 7, 2150.
71. Gerloch, M.; Mabbs, F. E. J. Chem. Soc. 1967, 1598.
72. Feng, X.; Bott, S. G.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 8046.
73. Tolman, W. B.; Bino, A.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 8522.
74. Armstrong, W. H.; Spool, A.; Papaefthymiou, G. C.; Frankel, R. B.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 3653.
75. Armstrong, W. H.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 4632.
76. Thich, J. A.; Ou, C. C.; Powers, D.; Vasiliou, B.; Mastropaolo, D.; Potenza, J. A.; Schugar, H. J. J. Am. Chem. Soc. 1976, 98, 1425.
77. Snyder, B. S.; Patterson, G. S.; Abrahamson, A. J.; Holm, R. H. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 5214.
78. Norman, R. E.; Yan, S.; Que, L., Jr.; Backes, G.; Ling, J.; Sanders-Loehr, J.; Zhang, J. H.; O'Connor, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 1554.
79. Norman, R. E.; Holz, R. C.; Ménage, S.; O'Connor, C. J.; Zhang, J. H.; Que, L., Jr. Inorg. Chem. 1990, 29, 4629.
80. Gaines, A., Jr.; Hammett, L. P.; Walden, G. H., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1936, 58, 1668.
81. Lippard, S. J.; Schugar, H.; Walling, C. Inorg. Chem. 1967, 6, 1825.
82. Dong, Y.; Ménage, S.; Brennan, B. A.; Elgren, T. E.; Jang, H. G.; Pearce, L. L.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1851.
83. Neuse, E. W.; Khan, F. B. D.; Berhalter, K.; Thewalt, U. J. Cryst. Spectrosc. Res. 1986, 16, 483.
84. Trofimenko, S. J. Am. Chem. Soc. 1967, 89, 3170.
85. Oliver, J. D.; Mullica, D. F.; Hutchinson, B. B.; Milligan, W. O. Inorg. Chem. 1980, 19, 165.
86. Brown, S. J.; Olmstead, M. M.; Mascharak, P. K. Inorg. Chem. 1990, 29, 3229.
87. Wyckoff, R. W. G. Crystal Structures, 2nd ed.; Robert E. Krieger Publishing Co.: Malabar, FL, 1982; Vol. 3, pp 687, 702.
88. Rosenzweig, A. C.; Lippard, S. J. Private communication, 1992.
89. Figgis, B. N.; Skelton, B. W.; White, A. H. Aust. J. Chem. 1978, 31, 1195.
90. Griffith, J. S. The Theory of Transition Metal Ions; Cambridge University Press: Cambridge, 1961.
91. de Groot, F. M. F. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 1994, 67, 529.
92. Sugano, S.; Tanabe, Y.; Kamimura, H. Multiplets of Transition-Metal Ions in Crystals; Academic Press: New York, 1970.
93. Karshipin, T. B.; Gebhard, M. S.; Solomon, E. I.; Raymond, K. N. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 2977.
94. Lever, A. B. P. Inorganic Electronic Spectroscopy, 2nd ed.; Elsevier: Amsterdam, 1984.
95. The relative intensity is given by the coefficient of the one-electron allowed configuration in the state summed over the number of allowed one-electron transitions to that configuration divided by the ground state degeneracy.
96. Furlane, E.; Cervone, E.; Valent, V. J. Nucl. Chem. 1963, 25, 159.
97. Gewirth.-A. A.; Cohen, S. L.; Schugar, H. J.; Solomon, E. I. Inorg. Chem. 1987, 20, 1133.
98. Shadle, S. E.; Penner-Hahn, J. E.; Schugar, H. J.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 767.
99. Verner, D. A.; Yakovlev, D. G. Astron. Astrophys. J. 1995, 109, 125.
100. Normalization for the Cu(II) complex was done at 9000 eV (see ref 98). Cross sections were calculated from analytic fits for the oscillator strength for the photoionization of a 1s electron.
101. The oscillator strength is proportional to the square of the transition moment integral for the transition.
102. II) = 5.90).
103. Karplus, M.; Porter, R. N. Atoms and Molecules; W. A. Benjamin, Inc.: London, 1970; p 228.
104. Deaton, J. C.; Gebhard, M. S.; Solomon, E. I. Inorg. Chem. 1989, 28, 877.