Ab initio quantum chemistry: Methodology and applications

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

Volumn 102, Issue 19, 2005, Pages 6648-6653

  Friesner, Richard A ^a  

^a Och Spine at New York Presbyterian Hospitals   (United States)

Author keywords

Coupled cluster; Density functional theory; Mixed quantum molecular mechanics; Second order Modler Plesser perturbation theory

Indexed keywords

AB INITIO CALCULATION; ACCURACY; ANALYTIC METHOD; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; METHODOLOGY; MOLECULAR INTERACTION; PRIORITY JOURNAL; QUANTUM CHEMISTRY; QUANTUM MECHANICS; REVIEW;

BIOPHYSICS; CHEMISTRY; MODELS, CHEMICAL; PHYSICS; QUANTUM THEORY; SOFTWARE; THERMODYNAMICS;

EID: 18744378855     PISSN: 00278424     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1073/pnas.0408036102     Document Type: Review

References (111)

1. Sabeo, S. & Pulay, P. (1991) Annu. Rev. Phys. Chem. 44, 213-236.
2. Bartlett, R. J. (1989) J. Phys. Chem. 93, 1697-1708.
3. Roos, B. O., Andersson, K., Falscher, M. P., Malmqvist, P. A., Serrano-Andres, L., Pierloot, K. & Merchan, M. (1996) Adv. Chem. Phys. 93, 219-331.
4. Hohenberg, P. & Kohn, W. (1964) Phys. Rev. 1326, B864-B871.
5. Sham, L. J. & Kohn, W. (1964) Phys. Rev. 145, 561-567.
6. Kohn, W., Becke, A. D. & Parr, R. G. (1996) J. Phys. Chem. 100, 12974-12980.
7. Johnson, B. G., Gill, P. M. W. & Pople, J. A. (1993) J. Chem. Phys. 98, 5612-5626.
8. Becke, A. D. (1998) Phys. Rev. A 38, 3098-3100.
9. Becke, A. D. (1993) J. Chem. Phys. 98, 5648-5652.
10. Lee, C. T., Yang, W. T. & Parr, R. G. (1988) Phys. Rev. B 37, 785-789.
11. Martin, J. M. L. & de Oliveira, G. (1999) J. Chem. Phys. 111, 1843-1856.
12. Thomas, J. R., Deeleeuw, B. J. Vacek, G., Crawford, T. D., Yamaguchi, Y. & Schaefer, H. F. (1993) J. Chem. Phys. 99, 403-416.
13. Stanton, J. F. & Bartlett, R. J. (1993) J. Chem. Phys. 98, 7029-7039.
14. Grimme, S. (2003) J. Chem. Phys. 118, 9095-9102.
15. Tsuzuki, S., Uchimaru, T. & Tanabe, K. (1998) Chem. Phys. Lett. 287, 202-208.
16. Tsuzuki, S., Uchimaru, T., Matsumura, K., Mikami, M. & Tanabe, K. (1999) J. Chem. Phys. 110, 11906-11910.
17. Sinnokrot, M. O., Valeev, E. F. & Sherrill, C. D. (2002) J. Am. Chem. Soc. 124, 10887-10893.
18. Dutta, A. & Sherrill, C. D. (2003) J. Chem. Phys. 118, 1610-1619.
19. Murray, C. W., Laming, G. J., Handy, N. C. & Amos, R. D. (1992) Chem. Phys. Lett. 199, 551-556.
20. Redfern, P. C., Zapol, P., Curtiss, L. A., Rajh, T. & Thurnauer, M. C. (2003) J. Phys. Chem. B 107, 11419-11427.
21. Curtiss, L. A., Raghavachari, K., Redfern, P. C. & Pople, J. A. (1997) J. Chem. Phys. 106, 1063-1079.
22. Tsuzuki, S. & Luthi, H. P. (2001) J. Chem. Phys. 114, 3949-3957.
23. Murphy, R. B., Beach, M. D., Friesner, R. A. & Ringnalda, M. N. (1995) J. Chem. Phys. 103, 1481-1490.
24. Stratmann, R. E., Scuseria, G. E. & Frisch, M. J. (1998) J. Chem. Phys. 109, 8218-8224.
25. Bauernschmitt, R., Ahlrichs, R., Hennrich, F. H. & Kappes, M. M. (1998) J. Am. Chem. Soc. 120, 5052-5059.
26. Baroufalis, C. S., Zdetsis, D. & Grimme, S. (2001) Phys. Rev. Lett. 87, 276402.
27. Kohn, W. & Sham, L. J. (1965) Phys. Rev. 140, 1133.
28. Car, R. & Parrinello, M. (1985) Phys. Rev. Lett. 55, 2471-2474.
29. Payne, M. C., Teter, M. P., Allan, D. C., Arias, T. A. & Joannopoulos, J. D. (1992) Rev. Mod. Phys. 64, 1045-1097.
30. Segall, M. D., Lindan, P. J. D., Probert, M. J., Pickard, C. J., Hasnip, P. J., Clark, S. J. & Payne, M. C. (2002) J. Phys. Cond. Matt. 14, 2717-2744.
31. Kresse, G. & Furthmuller, J. (1996) Phys. Rev. B 54, 11169-11186.
32. Frisch, M. J., Trucks, G. W., Schlegel, H. B., Scuseria, G. E., Robb, M. A., Cheeseman, J. R., Montgomery, J. A., Jr., Vreven, T., Kudin, K. N., Burant, J. M., et al. (2003) GAUSSIAN 03 (Gaussian, Pittsburgh), Revision B.02.
33. Gill, P. M. W., Johnson, B. G. & Pople, J. A. (1993) Chem. Phys. Lett. 209, 506-512.
34. Treutler, O. & Ahlrichs, R. (1995) J. Chem. Phys. 102, 346-354.
35. White, C. A., Johnson, B. G., Gill, P. M. W. & Head-Gordon, M. (1996) Chem. Phys. Lett. 253, 268-278.
36. Sierka, M., Hogekamp, A. & Ahlrichs, R. (2003) J. Chem. Phys. 118, 9136-9148.
37. Murphy, R. B., Cao, Y., Beachy, M. D., Ringnalda, M. N. & Friesner, R. A. (2000) J. Chem. Phys. 112, 10131-10141.
38. Friesner, R. A., Murphy, R. B., Beachy, M. D., Ringnalda, M. N., Pollard, W. T., Dunietz, B. D. & Cao, Y. X. (1999) J. Phys. Chem. A 103, 1913-1928.
39. Beachy, M., Murphy, R., Philipp, D., Mainz, D., Ringnalda, M., Cao, Y., Greeley, H., Pollard, T., Braden, D., Friesner, R., et al. (2004) JAGUAR (Schrödinger, Portland, OR), Version 4.0.
40. Ahlrichs, R., Bar, M.. Haser, M., Horn, H. & Kolmel, C. (1989) Chem. Phys. Lett. 162, 165-169.
41. Werner, H. J., Manby, F. R. & Knowles, P. J. (2003) J. Chem. Phys. 118, 8149-8160.
42. Kong, J., White, C. A., Krylov, A. I., Sherrill, D., Adamson, R. D., Furlani, T. R., Lee, M. S., Lee, A. M., Gwaltney, S. R., Adams, T. R., et al. (2000) J. Comput. Chem. 21, 1532-1548.
43. Karlstrom, G., Lindh, R., Malmqvist, P. A., Roos, B. O., Ryde, U., Veryazov, V., Widmark, P. O., Cossi, M., Schimmelpfennig, B., Neogrady, P., et al. (2003) Comput. Mat. Sci. 28, 222-239.
44. Curtiss, L. A., Raghavachari, K., Redfern, P. C., Rassolov, V. & Pople, J. A. (1998) J. Chem. Phys. 109, 7764-7776.
45. Lynch, B. & Truhlar, D. (2003) J. Phys. Chem. A 107, 3898-3906.
46. Truhlar, D. G. (1998) Chem. Phys. Lett. 294, 45-48.
47. Ochterski, J. W., Petersson, G. A. & Montgomery, J. A. (1996) J. Chem. Phys. 104, 2598-2619.
48. Field, M. I., Bash, P. A. & Karplus, M. (1990) J. Comput. Chem. 11, 700-733.
49. Murphy, R. B., Philipp, D. M. & Friesner, R. A. (2000) J. Comput. Chem. 21, 1442-1457.
50. Das, D., Eurenius, K. P., Billings, E. M., Sherwood, P., Chatfield, D. C., Hodoscek, M. & Brooks, B. R. (2002) J. Chem. Phys. 117, 10534-10547.
51. Amara, P. & Field, M. J. (2003) Theor. Chem. Acc. 109, 43-52.
52. Maseras, F. & Morokuma, K. (1995) J. Comput. Chem. 16, 1170-1179.
53. Gao, I. L, Amara, P., Alhambra, C. & Field, M. J. (1998) J. Phys. Chem. A 102, 4714-4721.
54. Reuter, N., Dejaegere, A., Maigret, B. & Karplus, M. (2000) J. Phys. Chem. A 104, 1720-1735.
55. Vreven, T., Morokuma, K., Farkas, O., Schlegel, H. B. & Frisch, M. J. (2003) J. Comput. Chem. 24, 760-769.
56. Zhang, Y. K., Liu, H. Y. & Yang, W. T. (2000) J. Chem. Phys. 112, 3483-3492.
57. Tannor, D. J. Marten, B., Murphy, R., Friesner, R. A., Sitkoff, D., Nicholls, A., Ringnalda, M., Goddard, W. A. & Honig, B. (1994) J. Am. Chem. Soc. 116, 11875-11882.
58. Tomasi, J. & Persico, M. (1994) Chem. Rev. 94, 2027-2094.
59. Honig, B. & Nicholls, A. (1995) Science 268, 1144-1149.
60. Klamt, A., Jonas, V., Burger, T. & Lohrenz, J. C. W. (1998) J. Phys. Chem. A 102, 5074-5085.
61. Barone, V., Cossi, M. & Tomasi, J. (1998) J. Comput. Chem. 19, 404-417.
62. Cortis, C. M., Langlois, J. M., Beachy, M. D. & Friesner, R. A. (1996) J. Chem. Phys. 105, 5472-5484.
63. Marten, B., Kim, K., Cortis, C., Friesner, R. A., Murphy, R. B., Ringnalda, M. N., Sitkoff, D. & Honig, B. (1996) J. Phys. Chem. 100, 11775-11788.
64. Klicic, J. J., Friesner, R. A., Liu, S. Y. & Guida, W. C. (2002) J. Phys. Chem. A 106, 1327-1335.
65. Guner, V., Khuong, K. S., Leach, A. G., Lee, P. S., Bartberger, M. D. & Houk, K. N. (2003) J. Phys. Chem. A 107, 11445-11459.
66. Gauss, J. & Stanton, J. F. (1996) J. Chem. Phys. 104, 2574-2583.
67. Sekino, H. & Bartlett, R. J. (1993) J. Chem. Phys. 98, 3022-3037.
68. Milman, V., Winkler, B., White, J. A., Pickard, C. J., Payne, M. C., Akhmatskaya, E. V. & Nobes, R. H. (2000) Int. J. Quantum Chem. 77, 895-910.
69. Rohlfing, M. & Louie, S. G. (2000) Phys. Rev. B 62, 4927-4944.
70. Hammer, B. & Norskov, J. K. (2000) Adv. Catal. 45, 71-129.
71. Wu, C. J. & Carter, E. A. (1991) Chem. Phys. Lett. 185, 172-178.
72. Raghavachari, K. & Halls, M. D. (2004) Mol. Phys. 102, 381-393.
73. Oregan, B. & Gratzel, M. (1991) Nature 353, 737-740.
74. Zhou, Z. Y., Steigerwald, M., Hybertsen, M., Brus, L. & Friesner, R. A. (2004) J. Am. Chem. Soc. 126, 3597-3607.
75. Bettinger, H. F., Yakobson, B. I. & Scuseria, G. E. (2003) J. Am. Chem. Soc. 125, 5572-5580.
76. Jhi, S. H., Louie, S. G. & Cohen, M. L. (2000) Phys. Rev. Lett. 85, 1710-1713.
77. Zhou, Z. Y., Friesner, R. A. & Brus, L. (2003) J. Am. Chem. Soc. 125, 15599-15607.
78. Melnikov, D. V. & Chelikowsky, J. R. (2004) Phys. Rev. Lett. 92, 046802.
79. Guallar, V. & Friesner, R. A. (2004) J. Am. Chem. Soc. 126, 8501-8508.
80. Gherman, B. F., Goldberg, S. D., Cornish, V. W. & Friesner, R. A. (2004) J. Am. Chem. Soc. 126, 7652-7664.
81. Gherman, B. F., Baik, M. H., Lippard, S. J. & Friesner, R. A. (2004) J. Am. Chem. Soc. 126, 2978-2990.
82. Guallar, V., Jacobson, M., McDermott, A. & Friesner, R. A. (2004) J. Mol. Biol. 337, 227-239.
83. Siegbahn, P. E. M. & Blomberg, M. R. A. (2000) Chem. Rev. 100, 421-437.
84. Siegbahn, P. E. M., Blomberg, M. R. A. & Blomberg, M. L. (2003) J. Phys. Chem. B 107, 10946-10955.
85. Cui, Q. & Karplus, M. (2001) J. Am. Chem. Soc. 123, 2284-2290.
86. Rothlisberger, U., Carloni, P., Doclo, K. & Parrinello, M. (2000) J. Biol. Inorg. Chem. 5, 236-250.
87. Wu, N., Mo, Y. R., Gao, J. L. & Pai, E. F. (2000) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97, 2017-2022.
88. Amara, P., Volbeda, A., Fontecilla-Camps, J. C. & Field, M. J. (1999) J. Am. Chem. Soc. 121, 4468-4477.
89. Wieczorek, R. & Dannenberg, J. J. (2003) J. Am. Chem. Soc. 125, 8124-8129.
90. Rossmeisl, J., Kristensen, T., Gregersen, M., Jacobsen, K. W. & Norskov, J. K. (2003) J. Am. Chem. Soc. 125, 16383-16386.
91. Siegbahn, P. E. M. (2001) J. Biol. Inorg. Chem. 6, 27-45.
92. Basch, H., Mogi, K., Musaev, D. G. & Morokuma, K. (1999) J. Am. Chem. Soc. 121, 7249-7256.
93. Hoffmann, M., Khavrutskii, I. V., Musaev, D. G. & Morokuma, K. (2004) Int. J. Quantum Chem. 99, 972-980.
94. Guallar, V., Gherman, B. K. Miller, W. H., Lippard, S. J. & Friesner, R. A. (2002) J. Am. Chem. Soc. 24, 3377-3384.
95. Dunietz, B. D., Beachy, M. D., Cao, Y. X., Whittington, D. A., Lippard, S. J. & Friesner, R. A. (2000) J. Am. Chem. Soc. 122, 2828-2839.
96. Siegbahn, P. E. M. & Crabtree, R. H. (1997) J. Am. Chem. Soc. 119, 3103-3113.
97. Kaminski, G. A., Friesner, R. A., Tirado-Rives, J. & Jorgensen, W. L. (2001) J. Phys. Chem. B 105, 6474-6487.
98. MacKerell, A. D., Bashford, D., Bellott, M., Dunbrack, R. L., Evanseck, J. D., Field, M. J., Fischer, S., Gao, J., Guo, H., Ha, S., et al. (1998) J. Phys. Chem. B 102, 3586-3616.
99. Wang, J. M., Wolf, R. M., Caldwell, J. W., Kollman, P. A. & Case, D. A. (2004) J. Comput. Chem. 25, 1157-1174.
100. Kaminski, G. A., Stern, H. A., Berne, B. J. & Friesner, R. A. (2004) J. Phys. Chem. A 108, 621-627.
101. Kaminski, G. A, Stern, H. A., Berne, B. J., Friesner, R. A., Cao, Y. X., Murphy, R. B., Zhou, R. H. & Halgren, T. A. (2002) J. Comput. Chem. 23, 1515-1531.
102. Becke, A. D. (2003) J. Chem. Phys. 119, 2972-2977.
103. Tozer, D. J. & Handy, N. C. (1998) J. Chem. Phys. 109, 10180-10189.
104. Tao, J. M., Perdew, J. P., Staroverov, V. N. & Scuseria, G. E. (2003) Phys. Rev. Lett. 91, 146401.
105. Zhao, Y., Lynch, B. J. & Truhlar, D. G. (2004) J. Phys. Chem. A 108, 4786-4791.
106. Lynch, B. J., Fast, P. L., Harris, M. & Truhlar, D. G. (2000) J. Phys. Chem. A 104, 4811-4815.
107. Van Voorhis, T. & Head-Gordon, M. (2002) J. Chem. Phys. 117, 9190-9201.
108. Flocke, N. & Bartlett, R. J. (2003) Chem. Phys. Lett. 367, 80-89.
109. Schutz, M. & Werner, H. J. (2001) J. Chem. Phys. 114, 661-681.
110. Maslen, P. E., Lee, M. S. & Head-Gordon, M. (2000) Chem. Phys. Lett. 319, 205-212.
111. Rempe, S. B., Asthagiri, D. & Pratt, L. R. (2004) Chem. Phys. 6, 1966-1969.