Ab initio multiple spawning: Photochemistry from first principles quantum molecular dynamics

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 104, Issue 22, 2000, Pages 5172-5175

  Ben Nun, M ^a   Quenneville, Jason ^a   Martínez, Todd J ^a  

^a UNIVERSITY OF ILLINOIS AT URBANA CHAMPAIGN   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BUTENES; ELECTRONIC STRUCTURE; ETHYLENE; GROUND STATE; PHOTOCHEMICAL REACTIONS; QUANTUM THEORY;

AB INITIO MULTIPLE SPAWNING (AIMS) METHOD; CYCLOBUTENE; WOODWARD-HOFFMANN RULES;

MOLECULAR DYNAMICS;

EID: 0033737606     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp994174i     Document Type: Article

References (163)

1. Pulay, P. Mol. Phys. 1969, 17, 197.
2. Yamaguchi, Y.; Osamura, Y.; Goddard, J. D.; Schaefer, H. F. A New Dimension to Quantum Chemistry: Analytic Derivative Methods in Ab Initio Electronic Structure Theory; Oxford University Press: Oxford, 1994.
3. Ishida, K.; Morokuma, K.; Komornicki, A. J. Chem. Phys. 1977, 66, 2153.
4. Fukui, K.; Kato, S.; Fujimoto, H. J. Am. Chem. Soc. 1975, 97, 1.
5. Fukui, K. J. Phys. Chem. 1970, 74, 4161.
6. Miller, W. H.; Handy, N. C.; Adams, J. E. J. Chem. Phys. 1980, 72, 99.
7. Gray, S. K.; Miller, W. H.; Yamaguchi, Y.; Schaefer, H. F. J. Chem. Phys. 1980, 73, 2733.
8. Colwell, S. M.; Handy, N. C. J. Chem. Phys. 1985, 82, 1281.
9. Baldridge, K. K.; Gordon, M. S.; Sleekler, R.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. 1989, 93, 5107.
10. Truong, T. N. J. Chem. Phys. 1994, 100, 8014.
11. Maierle, C. S.; Schatz, G. C.; Gordon, M. S.; McCabe, P.; Connor, J. N. L. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1997, 93, 709.
12. Allison, T. C.; Lynch, G. C.; Truhlar, D. G.; Gordon, M. S. J. Phys. Chem. 1996, 100, 13575.
13. Weakliem, P. C.; Wu, C. J.; Carter, E. A. Phys. Rev. Lett. 1992, 69, 200.
14. Desainteclaire, P.; Barbarat, P.; Hase, W. L. J. Chem. Phys. 1994, 101, 2476.
15. Guallar, V.; Batista, V. S.; Miller, W. H. J. Chem. Phys. 1999, 110, 9922.
16. Leforestier, C. J. Chem. Phys. 1978, 68, 4406.
17. Car, R.; Parrinello, M. Phys. Rev. Lett. 1985, 55, 2471.
18. Hartke, B.; Carter, E. A. Chem. Phys. Lett. 1992, 189, 358.
19. Hartke, B.; Carter, E. A. J. Chem. Phys. 1992, 97, 6569.
20. Fantucci, P.; Bonacic-Koutecky, V.; Jellinek, J.; Wiechert, M.; Harrison, R. J.; Guest, M. F. Chem. Phys. Lett. 1996, 250, 47.
21. Jellinek, J.; Bonacic-Koutecky, V.; Fantucci, P.; Wiechert, M. J. Chem. Phys. 1994, 101, 10092.
22. Maluendes, S. A.; Dupuis, M. Int. J. Quantum Chem. 1992, 42, 1327.
23. Hammes-Schiffer, S.; Andersen, H. C. J. Chem. Phys. 1993, 99, 523.
24. Parrinello, M. Solid State Commun. 1997, 102, 107.
25. Gordon, M. S.; Chaban, G.; Taketsugu, T. J. Phys. Chem. 1996, 100, 11512.
26. Bolton, K.; Schlegel, H. B.; Hase, W. L.; Song, K. Y. Phys. Chem. Chem. Phys. 1999, 1, 999.
27. Tuckerman, M. E.; Ungar, P. J.; Vonrosenvinge, T.; Klein, M. L. J. Phys. Chem. 1996, 100, 12878.
28. Stich, I.; Gale, J. D.; Terakura, K.; Payne, M. C. Chem. Phys. Lett. 1998, 283, 402.
29. Pavese, M.; Berard, D. R.; Voth, G. A. Chem. Phys. Lett. 1999, 300, 93.
30. Vreven, T.; Bernardi, F.; Garavelli, M.; Olivucci, M.; Robb, M. A. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 12687.
31. Sprik, M.; Ciccotti, G. J. Chem. Phys. 1998, 109, 7737.
32. Dasilva, A. J. R.; Radeke, M. R.; Carter, E. A. Surf. Sci. Lett. 1997, 381, 628.
33. Curioni, A.; Sprik, M.; Andreoni, W.; Schiffer, H.; Hutter, J.; Parrinello, M. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 7218.
34. Meijer, E. J.; Sprik, M. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 6345.
35. Zewail, A. H. J. Phys. Chem. 1996, 100, 12701.
36. Ditchfield, R.; Del Bene, J. E.; Pople, J. A. J. Am. Chem. Soc. 1972, 94, 703.
37. Foresman, J. B.; Head-Gordon, M.; Pople, J. A.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1992, 96, 135.
38. Singh, R.; Deb, B. M. Phys. Rep. 1999, 311, 47.
39. Frank, I.; Hutter, J.; Marx, D.; Parrinello, M. J. Chem. Phys. 1998, 108, 4060.
40. Yabana, K.; Bertsch, G. F. Int. J. Quantum Chem. 1999,75, 55.
41. Docken, K. K.; Hinze, J. J. Chem. Phys. 1972, 57, 4928.
42. Werner, H.-J.; Meyer, W. J. Chem. Phys. 1981, 74, 5802.
43. Werner, H. J.; Meyer, W. J. Chem. Phys. 1981, 74, 5794.
44. Lengsfield B. H., III; Yarkony, D. R. Adv. Chem. Phys. 1992, 82, 1.
45. Schaefer, H. F.; Bender, C. F. J. Chem. Phys. 1971, 55, 1720.
46. Hay, P. J.; Dunning, T. H., Jr.; Goddard, W. A., III. J. Chem. Phys. 1975, 62, 3912.
47. Davidson, E. R. J. Phys. Chem. 1996, 700, 6161.
48. Goddard, W. A., III; Dunning, T. H., Jr.; Hunt, W. J.; Hay, P. J. Ace. Chem. Res. 1973, 6, 368.
49. Ben-Nun, M.; Martínez, T. J. Chem. Phys. Lett. 1998, 298, 57.
50. Bender, C. F.; Dunning, T. H., Jr.; Schaefer, H. F., III; Goddard, W. A., III; Hunt, W. J. Chem. Phys. Lett. 1972, 75, 171.
51. Buenker, R. J.; Peyerimhoff, S. D. Chem. Phys. 1976, 9, 75.
52. Brooks, B. R.; Schaefer, H. F. J. Chem. Phys. 1978, 68, 4839.
53. Lindh, R.; Roos, B. O. Int. J. Quantum Chem. 1989, 55, 813.
54. Serrano-Andres, L.; Merchan, M.; Nebot-Gil, I.; Lindh, R.; Roos, B. O. J. Chem. Phys. 1993, 98, 3151.
55. Cave, R. J. J. Chem. Phys. 1990, 92, 2450.
56. Muller, T.; Dallos, M.; Lischka, H. J. Chem. Phys. 1999,110,1116.
57. Werner, H.-J.; Knowles, P. J.; Almlöf, J.; Amos, R. D.; Berning, A.; Cooper, D. L.; Deegan, M. J. O.; Dobbyn, A. J.; Eckert, F.; Elbert, S. T.; Hampel, C.; Lindh, R.; Lloyd, A. W.; Meyer, W.; Nicklass, A.; Peterson, K.; Pitzer, R.; Stone, A. J.; Taylor, P. R.; Mura, M. E.; Pulay, P.; Schütz, M.; Stoll, H.; Thorsteinsson, T. MOLPRO 98.1, 1998.
58. Kendall, R. A.; Dunning, T. H., Jr.; Harrison, R. J. J. Chem. Phys. 1992, 96, 6796.
59. Knowles, P. J.; Werner, H. J. Chem. Phys. Lett. 1988, 145, 514.
60. Werner, H. J.; Knowles, P. J. J. Chem. Phys. 1988, 59, 5803.
61. Knowles, P. J.; Werner, H. J. Theor. Chim. Acta 1992, 84, 95.
62. Krauss, M.; Mielczarek, S. R. J. Chem. Phys. 1969, 51, 5241.
63. Wiberg, K. B.; Hadad, C. M.; Foresman, J. B.; Chupka, W. A. J. Phys. Chem. 1992, 96, 10756.
64. Ruedenberg, K.; Atchity, G. J. J. Chem. Phys. 1993, 99, 3799.
65. Domcke, W.; Woywod, C. Chem. Phys. Lett. 1993, 216, 362.
66. Galloy, C.; Lorquet, J. C. J. Chem. Phys. 1977, 67, 4672.
67. Cimiraglia, R.; Persico, M.; Tomasi, J. Chem. Phys. 1980,53,357.
68. Kiessinger, M.; Michl, J. Excited States and Photochemistry of Organic Molecules; VCH Publishers: New York, 1995.
69. Yarkony, D. R. Rev. Mod. Phys. 1996, 68, 985.
70. Bearpark, M. J.; Bernardi, F.; Clifford, S.; Olivucci, M.; Robb, M. A.; Vreven, T. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 3841.
71. Kosloff, R. Anna. Rev. Phys. Chem. 1994, 45, 145.
72. Martínez, T. J.; Ben-Nun, M.; Levine, R. D. J. Phys. Chem. 1996, 100. 7884.
73. Martínez, T. J.; Ben-Nun, M.; Levine, R. D. J. Phys. Chem. A 1997, 101. 6389.
74. Ben-Nun, M.; Martínez, T. J. J. Chem. Phys. 1998, 108, 7244.
75. Ben-Nun, M.; Martínez, T. J. J. Chem. Phys. 1999, 110, 4134.
76. Heller, E. J. J. Chem. Phys. 1975, 62, 1544.
77. Heller, E. J. Ace. Chem. Res. 1981, 14, 368.
78. Tannor, D. J.; Heller, E. J. J. Chem. Phys. 1982, 77, 202.
79. Heller, E. J.; Sundberg, R. L.; Tannor, D. J. Phys. Chem. 1982, 86, 1822.
80. Heller, E. J. J. Chem. Phys. 1981, 75, 2923.
81. Walton, A. R.; Manolopoulos, D. E. Chem. Phys. Lett. 1995, 244, 448.
82. Anderson, S. M.; Park, T. J.; Neuhauser, D. Phys. Chem. Chem. Phys. 1999, 1, 1343.
83. Anderson, S. M.; Zink, J. I.; Neuheuser, D. Chem. Phys. Lett. 1998, 297, 387.
84. Cardenas, A. E.; Coalson, R. D. Chem. Phys. Lett. 1997, 265, 71.
85. Cardenas, A. E.; Krems, R.; Coalson, R. D. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 9469.
86. Sawada, S.-L; Metiu, H. J. Chem. Phys. 1986, 84, 6293.
87. Sawada, S.-L; Heather, R.; Jackson, B.; Metiu, H. J. Chem. Phys. 1985, 83, 3009.
88. Martínez, T. J.; Levine, R. D. Chem. Phys. Lett. 1996, 259, 252.
89. Martínez, T. J.; Levine, R. D. J. Chem. Phys. 1996, 705, 6334.
90. Martínez, T. J. Chem. Phys. Lett. 1997, 272, 139.
91. Ruedenberg, K. J. Chem. Phys. 1951, 79, 1433.
92. Martínez, T. J.; Levine, R. D. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1997, 93, 940.
93. Trotter, M. F. Proc. Am. Math. Soc. 1959, 10, 545.
94. Ben-Nun, M.; Martínez, T. J. J. Chem. Phys. 1999, 772, 6113.
95. Hillery, M.; O'Connell, R. F.; Scully, M. O.; Wigner, E. P. Phys. Rep. 1984, 106, 121.
96. Ben-Nun, M.; Martínez, T. J. J. Phys. Chem. 1999, 103, 10517.
97. Tully, J. C.; Preston, R. K. J. Chem. Phys. 1971, 55, 562.
98. Preston, R. K.; Tully, J. C. J. Chem. Phys. 1971, 54, 4297.
99. Tully, J. C. J. Chem. Phys. 1990, 93, 1061.
100. Biais, N. C.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 1983, 79, 1334.
101. Smith, B. R.; Bearpark, M. J.; Robb, M. A.; Bernardi, F.; Olivucci, M. Chem. Phys. Lett. 1995, 242, 27.
102. Pechukas, P. Phys. Rev. 1969, 181, 174.
103. Webster, F. J.; Rossky, P. J.; Friesner, R. A. Comput. Phys. Commun. 1991, 63, 494.
104. Webster, F.; Wang, E. T.; Rossky, P. J.; Friesner, R. A. J. Phys. Chem. 1994, 104, 4835.
105. Meyer, H.-D.; Miller, W. H. J. Phys. Chem. 1979, 70, 3214.
106. Meyer, H.-D.; Miller, W. H. J. Chem. Phys. 1980, 72, 2272.
107. Mavri, J.; Berendsen, H. J. C.; Gunsteren, W. F. V. J. Phys. Chem. 1993, 97, 13469.
108. Billing, G. D. Int. Rev. Phys. Chem. 1994, 13, 309.
109. Martínez, T. J.; Ben-Nun, M.; Ashkenazi, G. J. Chem. Phys. 1996, 104, 2847.
110. Tully, J. C. Nonadiabatic Processes in Molecular Collisions. In Dynamics of Molecular Collisions Part B; Miller, W. H., Ed.; Plenum Press: New York, 1976.
111. Klein, S.; Bearpak, M. J.; Smith, B. R.; Robb, M. A.; Olivucci, M.; Bernardi, F. Chem. Phys. Lett. 1998, 292, 259.
112. Stock, G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 1561.
113. Stock, G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 2888.
114. McCoy, A. B.; Gerber, R. B.; Ratner, M. A. J. Chem. Phys. 1994, 707, 1975.
115. Braun, M.; Metiu, H.; Enael, V. J. Chem. Phys. 1998, 108, 8983.
116. Heller, E. J. J. Chem. Phys. 1976, 65, 1289.
117. Waldeck, D. H. Chem. Rev. 1991, 97, 415.
118. Schoenlein, R. W.; Peteanu, L. A.; Mathies, R. A.; Shank, C. V. Science 1991,254,412.
119. Mathies, R. A.; Lin, S. W.; Ames, J. B.; Pollard, W. T. Annu. Rev. Biophys. Biophys. Chem. 1991, 20, 491.
120. Orlandi, G.; Zerbetto, F.; Zgierski, M. Z. Chem. Rev. 1991, 97, 867.
121. Balko, B. A.; Zhang, J.; Lee, Y. T. J. Phys. Chem. 1997, 707, 6611.
122. Evleth, E. M.; Sevin, A. J. Am. Chem. Phys. 1981, 103, 7414.
123. McNesby, J. R.; Okabe, H. Adv. Photochem. 1964, 3, 228.
124. Wilkinson, P. G.; Mulliken, R. S. J. Chem. Phys. 1955,23,1895.
125. McDiarmid, R.; Charney, E. J. Chem. Phys. 1967, 47, 1517.
126. Foo, P. D.; Innes, K. K. J. Chem. Phys. 1974, 60, 4582.
127. Mulliken, R. S. J. Chem. Phys 1977, 66, 2448.
128. Merer, A. J.; Mulliken, R. S. Chem. Rev. 1969, 69, 639.
129. Siebrand, W.; Zerbetto, F.; Zgierski, M. Z. Chem. Phys. Lett. 1990, 774, 119.
130. Ryu, J.; Hudson, B. S. Chem. Phys. Lett. 1995, 245, 448.
131. Bonacic-Koutecky, V.; Bruckmann, P.; Hiberty, P.; Koutecky, J.; Leforestier, C.; Salem, L. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1975, 74, 575.
132. Salem, L. Science 1976, 797, 822.
133. Brooks, B. R.; Schaefer, H. F. III. J. Am. Chem. Soc. 1979, 707, 307.
134. Buenker, R. J.; Bonacic-Koutecky, V.; Pogliani, L. J. Chem. Phys. 1980, 73, 1836.
135. Sension, R. J.; Hudson, B. S. J. Chem. Phys. 1989, 90, 1377.
136. Pullen, S. H.; Anderson, N. A.; Walker, L. A.; Sension, R. J. J. Chem. Phys. 1997, 707, 4985.
137. Lochbrunner, S.; FUSS, W.; Schmid, W. E.; Kompa, K.-L. J. Phys. Chem. 1999, 702, 9334.
138. Farmanara, P.; Stert, V.; Radioff, W. Chem. Phys. Lett. 1998,288, 518.
139. Woodward, R. B.; Hoffmann, R. Angew. Chem., Int. Ed. Eng. 1969, 8, 781.
140. Goddard, W. A., III. J. Am. Chem. Soc. 1970, 92, 7520.
141. Goddard, W. A., III. J. Am. Chem. Soc. 1972, 94, 793.
142. Zimmerman, H. E. Acc. Chem. Res. 1971, 4, 272.
143. Houk, K. N.; Gonzalez, J.; Li, Y. Acc. Chem. Res. 1995, 28. 81.
144. Bernardi, F.; Bottoni, A.; Olivucci, M.; Venturini, A.; Robb, M. A. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1994, 90, 1617.
145. Wiest, O.; Montiel, D. C.; Houk, K. N. J. Phys. Chem. 1997, 707, 8378.
146. Leigh, W. J. Can. J. Chem. 1993, 77, 147.
147. Lawless, M. K.; Wickham, S. D.; Mathies, R. A. J. Am. Chem. Soc. 1994, 776, 1593.
148. Lawless, M. K.; Wickham, S. D.; Mathies, R. A. Acc. Chem. Res. 1995, 28, 493.
149. Saltiel, J.; Lim, L.-S. J. Am. Chem. Soc. 1969, 97, 5404.
150. Lord, R. C.; Rea, D. G. J. Am. Chem. Soc. 1957, 79, 2401.
151. Craig, N. C; Borick, S. S.; Tucker, T.; Xia, Y.-Z. J. Phys. Chem. 1991, 95, 3549.
152. Negri, F.; Orlandi, G.; Zerbetto, F.; Zgierski, M. Z. J. Chem. Phys. 1995, 103, 5911.
153. Wiberg, K. B.; Rosenberg, R. E. J. Phys. Chem. 1992, 96, 8282.
154. Gross, E. K. U.; Kohn, W. Adv. Quantum Chem. 1990, 21, 255.
155. Lam, B.; Schmidt, M. W.; Ruedenberg, K. J. Phys. Chem. 1985, 89, 2221.
156. Thompson, K.; Martínez, T. J. J. Chem. Phys. 1998, 40, 1376.
157. Eckert, F.; Werner, H.-J. Chem. Phys. Lett. 1999, 302, 208.
158. Warshel, A.; Levitt, M. J. Mol. Biol. 1976, 103, 227.
159. Thompson, M.; Schenter, G. K. J. Phys. Chem. 1995, 99, 6374.
160. Ben-Nun, M.; Martínez, T. J. Chem. Phys. Lett. 1998, 290, 289.
161. Dunning, T. H. J. J. Chem. Phys. 1989, 90, 1007.
162. Woon, D. E.; Dunning, T. H. J. Chem. Phys. 1993, 95, 1358.
163. Szabo, A.; Ostlund, N. S. Modern Quantum Chemistry; McGraw-Hill: New York, 1989.