The theory of electron transfer reactions: What may be missing?

Journal of the American Chemical Society

Volumn 125, Issue 24, 2003, Pages 7470-7478

  Small, David W ^a   Matyushov, Dmitry V ^b   Voth, Gregory A ^a  

^a UNIVERSITY OF UTAH   (United States)

^b ARIZONA STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ELECTRON TRANSITIONS; FREE ENERGY; POLARIZATION;

TRADITIONAL THEORY;

MOLECULAR DYNAMICS;

ARTICLE; ELECTRON TRANSPORT; ENERGY; MOLECULAR DYNAMICS; POLARIZATION; POLYMERIZATION; SIMULATION; SURFACE PROPERTY; THEORY;

COMPUTER SIMULATION; ELECTRONS; MODELS, CHEMICAL; THERMODYNAMICS;

EID: 0038450220     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja029595j     Document Type: Article

References (110)

1. (a) Marcus, R. A.; Sutin, N. Biochim. Biophys. Acta 1985, 811, 265.
2. (b) Electron Transfer in Inorganic, Organic, and Biological Systems; Bolton, J. R., Mataga, N., McLendon, G., Eds.; Advances in Chemistry Ser.; American Chemical Society: Washington, DC, 1991; Vol. 228,
3. (c) Marcus, R. A. Rev. Mod. Phys. 1993, 65, 599.
4. (d) Barbara, P. F.; Meyer, T. J.; Ratner, M. A. J. Phys. Chem. 1996, 100, 13148.
5. (e) Warshel, A.; Parson, W. W. Annu. Rev. Phys. Chem. 1991, 42, 279.
6. (a) Alivisatos, A. P.; Barbara, P. F.; Castleman, A. W.; Chang, J.; Dixon, D. A.; Klein, M. L.; McLendon, G. L.; Miller, J. S.; Ratner, M. A.; Rossky, P. J.; Stupp, S. I.; Thompson, M. E. Adv. Mater. 1998, 10, 1297.
7. (b) Ratner, M. A.; Jortner, J. In Molecular Electronics: Some Directions; Ratner, M. A., Jortner, J., Eds.; IUPAC, 1997.
8. (a) Marcus, R. A. J. Chem, Phys. 1956, 24, 966.
9. (b) Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1956, 24, 979.
10. (c) Marcus, R. A. Can. J. Chem. 1959, 37, 155.
11. (d) Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1957, 26, 867.
12. (e) Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1957, 26, 872.
13. (f) Marcus, R. A. Discuss. Faraday Soc. 1960, 29, 21.
14. (g) Marcus, R. A. J. Phys. Chem. 1963, 67, 853.
15. (h) Marcus, R. A. Annu. Rev. Phys. Chem. 1964, 15, 155.
16. (i) Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1965, 43, 679.
17. (j) Marcus, R. A. Electrochim. Acta 1968, 13, 995.
18. (a) See review articles in: Adv. Chem. Phys. 1999, 106-107.
19. (b) Chen, P.; Meyer, T. J. Chem. Rev. 1998, 98, 1439.
20. (c) Demadis, K. D.; Hartshorn, C. M.; Meyer, T. J. Chem. Rev. 2001, 101, 2655.
21. (d) Barzikin, A. V.; Frantsuzov, P. A.; Seki, K.; Tachiya, M. Adv. Chem. Phys. 2002, 123, 511.
22. (a) Hwang, J.-K.; Warshel, A. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 715.
23. (b) Tachiya, M. Chem. Phys. Lett. 1989, 159, 505.
24. (c) Tachiya, M. J. Phys. Chem. 1989, 93, 7050.
25. (a) Miller, J. R.; Calcaterra, L. T.; Closs, G. L. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 3047.
26. (b) Wasielewski, M. R.; Niemczyk, M. P.; Svec, W. A.; Pewitt, E. B. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 1080.
27. (a) Kakitani, T.; Mataga, N. J. Phys. Chem. 1985, 89, 8.
28. (b) Kakitani, T.; Mataga, N. J. Phys. Chem, 1985, 89, 4752.
29. (c) Asahi, T.; Ohkohchi, M.; Matsusaka, R.; Mataga, N.; Zhang, R. P.; Osuka, A.; Maruyama, K. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 5665.
30. (d) Kakitani, T.; Matsuda, N.; Yoshimori, A.; Mataga, N. Prog. React. Kinet. 1995, 20, 347.
31. (e) Yoshimori, A.; Mataga, N. J. Phys. Soc. Jpn. 1992, 61, 2577.
32. (f) Mataga, N.; Chosrowjan, H.; Taniguchi, S.; Shibata, Y.; Yoshida, N.; Osuka, A.; Kikuzawa, T.; Okada, T. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 12191.
33. (a) Kober, E. M.; Caspar, J. V.; Lumpkin, R. S.; Meyer, T. J. J. Phys. Chem. 1986, 90, 3722.
34. (b) Worl, L. A.; Duesing, R.; Chen, P.; Ciana, L. D.; Meyer, T. J. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1991, 849.
35. (c) Claude, J. D.; Meyer, T. J. J. Phys. Chem. 1995, 99, 51.
36. (a) Heitele, H.; Pöllinger, F.; Häberle, T.; Michel-Beyerle, M. E.; Staab, H. A. J. Phys. Chem. 1994, 98, 7402.
37. (b) Cortés, J.; Heitele, H.; Jortner, J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 2527.
38. (c) Bixon, M.; Jortner, J.; Cortes, J.; Heitele, H.; Michel-Beyerle, M. E. J. Phys. Chem. 1994, 98, 7289.
39. (a) Asahi, T.; Mataga, N. J. Phys. Chem. 1989, 93, 6575.
40. (b) Segawa, H.; Takehara, C.; Honda, K.; Shimidzu, T.; Asahi, T.; Mataga, N. J. Phys. Chem. 1992, 96, 503.
41. (c) Benniston, A. C.; Harriman, A.; Philp, D.; Stoddart, J. F. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 5298.
42. (d) Hirsch, T.; Port, H.; Wolf, H. C.; Miehlich, B.; Effenberger, F. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 4525.
43. (e) Tétreault, N.; Muthyala, R. S.; Liu, R. S. H.; Steer, R. P. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 2524.
44. (a) Huang, K.; Rhys, A. Proc. R. Soc. 1950, 204A, 406.
45. (b) Kubo, R.; Toyozawa, Y. Prog. Theor. Phys. 1955, 13, 160.
46. (c) Lax, M. J. Chem. Phys. 1955, 20, 1752.
47. (d) Englman, R.; Jortner, J. Mol. Phys. 1970, 18, 145.
48. (e) Kestner, N. R.; Logan, J.; Jortner, J. J. Phys. Chem. 1974, 21, 2148.
49. (f) Bixon, M.; Jortner, J. Adv. Chem. Phys. 1999, 106, 35.
50. (a) Horng, M. L.; Gardecki, J. A.; Papazyan, A.; Maroncelli, M. J. Phys. Chem. 1995, 99, 17311.
51. (b) Cao, X.; McHale, J. L. J. Chem. Phys. 1998, 109, 1901.
52. (c) Boldrini, B.; Cavalli, E.; Painelli, A.; Terenziani, F. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 6286.
53. (a) Tominaga, K.; Walker, G. C.; Jarzeba, W.; Barbara, P. F. J. Phys. Chem. 1991, 95, 10475.
54. (b) Bingemann, D.; Ernsting, N. P. J. Chem. Phys. 1992, 102, 2691.
55. (c) Gustavsson, T.; Baldacchino, G.; Mialocq, J.-C.; Pommeret, S. Chem. Phys. Lett. 1995, 236, 587.
56. (d) van der Meulen, P.; Jonkman, A. M.; Glasbeek, M. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 1906.
57. (e) Nishiyama, K.; Okada, T. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 9729.
58. (f) Richert, R. J. Chem. Phys. 2001, 114, 7471.
59. (g) Kovalenko, S. A.; Ruthmann, J.; Ernsting, N. P. Chem. Phys. Lett. 1997, 271, 40.
60. (h) Kovalenko, S. A.; Eilers-König, N.; Senyushkina, T. A.; Ernsting, N. P. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 4834.
61. (i) Sluch, M. I.; Godt, A.; Bunz, U. H. F.; Berg, M. A. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 6447.
62. (a) Mebel, A. M.; Hayashi, M.; Liang, K. K.; Lin, S. H. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 10674.
63. (b) Sando, G. M.; Spears, K. G.; Hupp, J. T.; Ruhoff, P. T. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 5317.
64. Myers Kelley, A. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 6891.
65. (a) King, G.; Warshel, A. J. Chem. Phys. 1990, 93, 8682.
66. (b) Carter, E. A.; Hynes, J. T. J. Phys. Chem. 1989, 93, 2184.
67. (c) Ichiye, T. J. Chem. Phys. 1996, 104, 7561.
68. (d) Yelle, R. B.; Ichiye, T. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 4127.
69. (a) Kuharski, R. A.; Bader, J. S.; Chandler, D.; Sprik, M.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1988, 89, 3248.
70. (b) Straus, J. B.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. 1993, 97, 7388.
71. (c) Straus, J. B.; Calhoun, A.; Voth, G. A. J. Chem. Phys. 1995, 102, 529.
72. (d) Calhoun, A.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 8563.
73. (a) Bader, J. S.; Chandler, D. Chem. Phys. Lett. 1989, 157, 501.
74. (b) Ladanyi, B. M.; Skaf, M. S. Annu. Rev. Phys. Chem. 1993, 44, 335.
75. (c) Kumar, P. V.; Maroncelli, M. J. Chem. Phys. 1995, 103, 3038.
76. (d) Geissler, P. L.; Chandler, D. J. Chem. Phys. 2000, 113, 9759.
77. (e) Nishiyama, K.; Hirata, F.; Okada, T. J. Mol. Struct. 2001, 565-566, 31.
78. (f) Marchi, M.; Gehlen, J. N.; Chandler, D.; Newton, M. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 4178.
79. Matyushov, D. V.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 10981.
80. (a) Matyushov, D. V.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 6470.
81. (b) Matyushov, D. V.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 6485.
82. (c) Matyushov, D. V.; Newton, M. D. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 8516.
83. (d) Matyushov, D. V.; Voth, G. A. In Rev. Comput. Chem.; Lipkowitz, K. B., Boyd, D. B., Eds.; Wiley-VCH: Hoboken, New Jersey, 2002; Vol. 18.
84. (a) Bursulaya, B. D.; Zichi, D. A.; Kim, H. J. J. Phys. Chem. 1995, 99, 10069.
85. (b) Bursulaya, B. D.; Zichi, D. A.; Kim, H. J. J. Phys. Chem. 1996, 100, 1392.
86. (c) Bursulaya, B. D.; Kim, H. J. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 10994.
87. (d) Ando, K. J. Chem. Phys. 1997, 107, 4585.
88. (a) Painelli, A.; Terenziani, F. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 11041.
89. (b) Terenziani, F.; Painelli, A.; Comoretto, D. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 11049.
90. (a) Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1963, 38, 1858.
91. (b) Marcus, R. A. J. Phys. Chem. 1989, 93, 3078.
92. Warshel, A. J. Phys. Chem. 1982, 86, 2218.
93. (a) Nitzan, A.; Persson, B. J. J. Chem. Phys. 1985, 83, 5610.
94. (b) Skinner, J. L.; Hsu, D. J. Phys. Chem. 1986, 90, 4931.
95. (c) Berg, M. J. Chem. Phys. 1999, 110, 8577.
96. Matyushov, D. V.; Voth, G. A. J. Chem. Phys. 2000, 113, 5413.
97. Smith, W.; Forester, T. R. 1996 CCLRC Daresbury Laboratory, Daresbury, Warrington, U.K.
98. Hoover, W. G. Phys. Rev. A 1985, 31, 1695.
99. Essmann, U.; Perera, L.; Berkowitz, M. L.; Darden, T.; Lee, H.; Pedersen, L. G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 8577.
100. (a) Dick, B. G.; Overhauser, A. W. Phys. Rev. 1958, 112, 90.
101. (b) Fincham, D.; Mitchell, P. J. J. Phys.: Condens. Matter 1993, 5, 1031.
102. (c) van Maaren, P. J.; van der Spoel, D. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 2618.
103. (d) Rick, S. W.; Stuart, S. J. In Rev. Comput. Chem.; Lipkowitz, K. B., Boyd. D. B., Eds.; Wiley-VCH: Hoboken, New Jersey, 2002; Vol. 18.
104. Allen, M. P.; Tildesley, D. J. Computer Simulations of Liquids; Oxford: Clarendon Press, 1989.
105. (a) Torrie, G. M.; Valleau, J. P. J. Comput. Phys. 1977, 23, 187.
106. (b) DeBolt, S. E.; Pearlman, D. A.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1994, 15, 351.
107. Kumar, S.; Bouzida, D.; Swendsen, R. H.; Kollman, P. A.; Rosenberg, J. M. J. Comput. Chem. 1992, 13, 1011.
108. Matyushov, D. V. J. Chem. Phys. 2001, 115, 8933.
109. Liptay, W. In Modern Quantum Chemistry, Part II: Interactions; Sinanoǧlu, O., Ed.; Academic Press: New York, 1965.
110. Cichos, F.; Brown, R.; Bopp, Ph. A. J. Chem. Phys. 2001, 114, 6824.