Hydrolysis of the amorphous silica surface. II. Calculation of activation barriers and mechanisms

Journal of Chemical Physics

Volumn 113, Issue 20, 2000, Pages 9191-9201

  Walsh, Tiffany R ^a   Wilson, Mark ^a   Sutton, Adrian P ^a  

^a UNIVERSITY OF OXFORD   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMORPHOUS SILICON; CHEMICAL ACTIVATION; CHEMISORPTION; CRYSTAL DEFECTS; HYDROLYSIS; MATHEMATICAL MODELS; WATER;

HYDROPHILIC SURFACES;

SILICA;

EID: 0034317112     PISSN: 00219606     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.1320057     Document Type: Article

References (83)

1. B. Civalleri, S. Casassa, E. Garrone, C. Pisani, and P. Ugliengo, J. Phys. Chem. B 103, 2165 (1999).
2. J. R. Rustad, E. Wasserman, A. R. Felmy, and C. Wilke, J. Colloid Interface Sci. 198, 119 (1998).
3. J. Goniakowski and C. Noguera, Surf. Sci. 330, 337 (1995).
4. F. Vigń-Maeder and P. Sautet, J. Phys. Chem. B 101, 8197 (1997).
5. N. H. de Leeuw, F. M. Higgins, and S. C. Parker, J. Phys. Chem. B 103, 1270 (1999).
6. P. J. D. Lindan, N. M. Harrison, and M. J. Gillan, Phys. Rev. Lett. 80, 762 (1998).
7. A. Selloni, A. Vittadini, and M. Grätzel, Surf. Sci. 402-404, 219 (1998).
8. J. A. Meijas, A. J. Berry, K. Refson, and D. G. Fraser, Chem. Phys. Lett. 314, 558 (1999).
9. J. M. Witbrodt, W. L. Hase, and H. B. Schlegel, J. Phys. Chem. B 102. 6539 (1998).
10. A. Allouche, J. Phys. Chem. B 102, 10223 (1998).
11. K. Wright, I. H. Hillier, M. A. Vincent, and G. Kresse, J. Chem. Phys. 111, 6942 (1999).
12. V. Bolis, B. Fubini, L. Marchese, G. Martra, and D. Costa, J. Chem. Soc., Faraday Trans. 87, 497 (1991).
13. S. H. Garofalini, J. Chem. Phys. 78, 2069 (1983).
14. S. M. Levine and S. H. Garofalini, J. Chem. Phys. 86, 2997 (1987).
15. B. P. Feuston and S. H. Garofalini, J. Chem. Phys. 91, 564 (1989).
16. M. I. Trioni and A. B. L. Colombo, J. Non-Cryst. Solids 220, 164 (1997).
17. D. Timpel, M. Schaible, and K. Scheerschmidt, J. Appl. Phys. 85, 2627 (1999).
18. R. Manaila and R. Grigorovici, J. Non-Cryst. Solids 97, 195 (1987).
19. V. A. Bakaev, Phys. Rev. B 60, 10723 (1999).
20. V. A. Bakaev and W. A. Steele, J. Chem. Phys. 111, 9803 (1999).
21. S. H. Garofalini, J. Non-Cryst. Solids 120, 1 (1990).
22. B. P. Feuston and S. H. Garofalini, J. Appl. Phys. 68, 4830 (1990).
23. H. A. S. Tsuneyuki, M. Tsukada, and Y. Matsui, Phys. Rev. Lett. 61. 869 (1988).
24. H. J. Berendsen, J. P. M. Postma, W. F. V. Gusteren, and J. Hermans, Intermolecular Forces (Reidel, Dordrecht, 1981).
25. A. Rahman, F. H. Stillinger, and H. Lemberg, J. Chem. Phys. 63, 5223 (1975).
26. J. C. Sauer, C. Morgeneyer, and K. P. Schroder, J. Phys. Chem. 88, 6375 (1988).
27. B. C. Chakoumakos and G. V. Gibbs, J. Phys. Chem. 90, 966 (1986).
28. O. Zucker, W. Langheinrich, M. Kulozik, and H. Goebel, Sens. Actuators A 36, 227 (1993).
29. A. Kessi and B. Delley, Int. J. Quantum Chem. 68, 135 (1998).
30. M. Brändie, J. Sauer, R. Dovesi, and N. M. Harrison, J. Chem. Phys. 109, 10379 (1998).
31. E. Penev, P. Kratzer, and M. Scheffler, J. Chem. Phys. 110, 3986 (1999).
32. J. C. G. Pereira, C. R. A. Catlow, and G. D. Price, J. Phys. Chem. A 103, 3252 (1999).
33. J. C. G. Pereira, C. R. A. Catlow, and G. D. Price, J. Phys. Chem. A 103, 3268 (1999).
34. C. W. Early, J. Phys. Chem. 98, 8693 (1994).
35. J. A. W. Harkless, D. K. Stillinger, and F. H. Stillinger, J. Phys. Chem. 100, 1098 (1996).
36. S. K. Nayak, B. K. Rao, S. N. Khanna, and P. Jena, J. Chem. Phys. 109, 1245 (1998).
37. J. R. Chelikowsky, Phys. Rev. B 57, 3333 (1998).
38. J. M. Nedelee and L. L. Hench, J. Non-Cryst. Solids 255, 163 (1999).
39. M. Heggie and R. Jones, Philos, Mag. Lett. 55, 47 (1987).
40. T. Uchino and T. Yoko, J. Chem. Phys. 108, 8130 (1998).
41. A. Courtot-Descharles, P. Paillet, and J. L. Leray, J. Non-Cryst. Solids 245, 154 (1999).
42. K. L. Bedford and A. B. Kunz, Solid State Commun. 38, 411 (1981).
43. Y. Xiao and A. C. Lasaga, Geochim. Cosmochim. Acta 58, 5379 (1994).
44. L. S. Wang, J. B. Nicholas, M. Dupuis, H. Wu, and S. D. Colson, Phys. Rev. Lett. 78, 4450 (1997).
45. T. Hoshino and Y. Nishioka, J. Chem. Phys. 111, 2109 (1999).
46. B. Civalleri, E. Garrone, and P. Ugliengo, J. Phys. Chem. B 102, 2373 (1998).
47. B. Civalleri, E. Garrone, and P. Ugliengo, Chem. Phys. Lett. 299, 443 (1999).
48. N. Lopez, G. Pacchioni, F. Maseras, and F. Illas, Chem. Phys. Lett. 294, 611 (1998).
49. N. Lopez, F. Illas, and G. Pacchioni, J. Am. Chem. Soc. 121, 813 (1999).
50. A. Pelmenschikov and J. Leszezynski, J. Phys. Chem. B 103, 6886 (1999).
51. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel et al., GAUSSIAN 98, Revision A.3 (Gaussian Inc., Pittsburgh, PA, 1998).
52. M. Svensson, S. Humbel, and K. Morokuma, J. Chem. Phys. 105, 3654 (1996).
53. S. Humbel, S. Sieber, and K. Morokuma, J. Chem. Phys. 105, 1959 (1996).
54. M. Svensson, S. Humbel, R. D. J. Froese, T. Matsubara, S. Sieber, and K. Morokuma, J. Phys. Chem. 100, 19357 (1996).
55. A. D. Becke, Phys. Rev. A 38, 3098 (1988).
56. C. Lee, W. Yang, and R. G. Parr, Phys. Rev. B 37, 785 (1988).
57. J. R. Shoemaker, L. R. Burggraf, and M. S. Gordon, J. Phys. Chem. A 103, 3245 (1999).
58. T. R. Walsh, C. G. Harkins, and A. P. Sutton, J. Chem. Phys. 112, 4402 (2000).
59. H. B. Schlegel, J. Comput. Chem. 3, 214 (1982).
60. A. D. Becke, J. Chem. Phys. 98, 5648 (1993).
61. C. Møller and M. S. Plesset, Phys. Rev. 46, 618 (1934).
62. J. Pancíř, Collect. Czech. Chem. C. 40, 1112 (1974).
63. C. J. Cerjan and W. H. Miller, J. Chem. Phys. 75, 2800 (1981).
64. J. Simons, P. Jørgenson, H. Taylor, and J. Ozment, J. Phys. Chem. 87, 2745 (1983).
65. D. O'Neal, H. Taylor, and J. Simons, J. Phys. Chem. 88, 1510 (1984).
66. A. Banerjee, N. P. Adams, J. Simons, and R. Shephard, J. Phys. Chem. 89, 52 (1985).
67. J. Baker, J. Comput. Chem. 7, 385 (1986).
68. J. Baker, J. Comput. Chem. 8, 563 (1987).
69. D. J. Wales, J. Chem. Phys. 101, 3750 (1994).
70. T. R. Walsh and D. J. Wales, Z. Phys. D: At. Mol. Clusters 40, 229 (1997).
71. D. J. Wales and T. R. Walsh, J. Chem. Phys. 105, 6957 (1997).
72. P. W. Fowler and P. A. Madden, J. Phys. Chem. 89, 2581 (1985).
73. M. Wilson, J. Phys. Chem. B 101, 4917 (1997).
74. P. W. Fowler and P. Tole, Surf. Sci. 197, 457 (1988).
75. A. J. Rowley, P. Jemmer, M. Wilson, and P. A. Madden, J. Chem. Phys. 108, 10209 (1998).
76. M. O'Keeffe and G. V. Gibbs, J. Chem. Phys. 81, 876 (1984).
77. A. M. Ferrari, E. Garrone, G. Spoto, P. Ugliengo, and A. Zecchina, Surf. Sci. 323, 151 (1995).
78. K. C. Hass, W. F. Schneider, A. Curioni, and W. Andreoni, Science 282, 265 (1998).
79. K. Akagi and M. Tsukada, Surf. Sci. 438, 9 (1999).
80. K. A. Nguyen, M. S. Gordon, and D. G. Truhlar, J. Am. Chem. Soc. 113, 1596 (1991).
81. M. S. Gordon, J. Phys. Chem. 100, 3974 (1996).
82. T. Kudo and M. S. Gordon, J. Am. Chem. Soc. 120, 11432 (1998).
83. M. Wilson and T. R. Walsh, J. Chem. Phys. 113, 9180 (2000), preceding paper.