Infrared and Raman line shapes of dilute HOD in liquid H 2O and D 2O from 10 to 90°C

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 109, Issue 28, 2005, Pages 6154-6165

  Corcelli, S A ^a   Skinner, J L ^a  

^a UNIVERSITY OF WISCONSIN MADISON   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DIPOLE MOMENTS; LINE SHAPES; TRANSITION DIPOLE; TRANSITION POLARIZABILITY;

COMPUTER SIMULATION; DEUTERIUM COMPOUNDS; ELECTRONIC STRUCTURE; INFRARED SPECTROSCOPY; MOLECULAR DYNAMICS; PROBABILITY DENSITY FUNCTION; RAMAN SPECTROSCOPY; SOLVENTS; WATER;

MOLECULAR VIBRATIONS;

DEUTERIUM; WATER;

ARTICLE; CHEMISTRY; COMPUTER SIMULATION; INDICATOR DILUTION CURVE; INFRARED SPECTROPHOTOMETRY; RAMAN SPECTROMETRY; TEMPERATURE;

COMPUTER SIMULATION; DEUTERIUM; INDICATOR DILUTION TECHNIQUES; SPECTROPHOTOMETRY, INFRARED; SPECTRUM ANALYSIS, RAMAN; TEMPERATURE; WATER;

EID: 23144465421     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0506540     Document Type: Article

References (144)

1. Mukherjee, P.; Krummel, A. T.; Fulmer, E. C.; Kass, I.; Arkin, I. T.; Zanni, M. T. J. Chem. Phys. 2004, 120, 10215.
2. Paul, C.; Wang, J.; Wimley, W. C.; Hochstrasser, R. M.; Axelsen, P. H. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5843.
3. Tucker, M. J.; Getahun, Z.; Nanda, V.; DeOrado, W. F.; Gai, F. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5078.
4. Getahun, Z.; Huang, C.-Y.; Wang, T.; León, B. D.; DeGrado, W. F.; Gai, F. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 405.
5. Huang, C.-Y.; Wang, T.; Gai, F. Chem. Phys. Lett. 2003, 371, 731.
6. Suydam, I. T.; Boxer, S. G. Biochemistry 2003, 42, 12050.
7. Reimers, J. R.; Hall, L. E. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 3730.
8. Fulmer, E. C.; Mukherjee, P.; Krummel, A. T.; Zanni, M. T. J. Chem. Phys. 2004, 120, 8067.
9. Bredenbeck, J.; Hamm, P. J. Chem. Phys. 2003, 119, 1569.
10. Khalil, M.; Demirdöven, N.; Tokmakoff, A. J. Chem. Phys. A 2003, 107, 5258.
11. Woutersen, S.; Pfister, R.; Hamm, P.; Mu, Y.; Kosov, D. S.; Stock, G. J. Chem. Phys. 2002, 117, 6833.
12. Woutersen, S.; Hamm, P. J. Chem. Phys. 2001, 115, 7737.
13. Woutersen, S.; Hamm, P. J. Chem. Phys. 2001, 114, 2727.
14. Zanni, M. T.; Asplund, M. C.; Hochstrasser, R. M. J. Chem. Phys. 2001, 114, 4579.
15. Zanni, M. T.; Gnanakaran, S.; Stenger, J.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 6520.
16. Asplund, M. C.; Zanni, M. T.; Hochstrasser, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 8219.
17. Woutersen, S.; Hamm, P. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 11316.
18. Hamm, P.; Lim, M.; DeGrado, W. F.; Hochstrasser, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 2036.
19. Hamm, P.; Lim, M.; DeGrado, W. F.; Hochstrasser, R. M. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 10049.
20. Scheurer, C.; Piryatinski, A.; Mukamel, S. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 3114.
21. Dreyer, J.; Moran, A. M.; Mukamel, S. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 5967.
22. Moran, A.; Mukamel, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 506.
23. Lee, C.; Cho, M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 20397.
24. Wang, Z.; Pang, Y.; Dlott, D. J. Chem. Phys. 2004, 120, 8345.
25. Loparo, J. J.; Fecko, C. J.; Eaves, J. D.; Roberts, S. T.; Tokmakoff, A. Phys. Rev. B 2004, 70, 180201.
26. Fecko, C. J.; Loparo, J. J.; Roberts, S. T.; Tokmakoff, A. J. Chem. Phys. 2005, 122, 054506.
27. Nibbering, E. T. J.; Elsaesser, T. Chem. Rev. 2004, 104, 1887.
28. Fecko, C. J.; Eaves, J. D.; Loparo, J. J.; Tokmakoff, A.; Geissler, P. L. Science 2003, 301, 1698.
29. Yeremenko, S.; Pshenichnikov, M. S.; Wiersma, D. A. Chem. Phys. Lett. 2003, 369, 107.
30. Pakoulev, A.; Wang, Z.; Dlott, D. D. Chem. Phys. Lett. 2003, 371, 594.
31. Pakoulev, A.; Wang, Z.; Pang, Y.; Dlott, D. D. Chem. Phys. Lett. 2003, 380, 404.
32. Stenger, J.; Madsen, D.; Hamm, P.; Nibbering, E. T. J.; Elsaesser, T. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 2341.
33. Stenger, J.; Madsen, D.; Hamm, P.; Nibbering, E. T. J.; Elsaesser, T. Phys. Rev. Lett. 2001, 87, 027401.
34. Gallot, G.; Lascoux, N.; Gale, G. M.; Leicknam, J.-C.; Bratos, S.; Pommeret, S. Chem. Phys. Lett. 2001, 341, 535.
35. Bakker, H. J.; Woutersen, S.; Nienhuys, H.-K. Chem. Phys. 2000, 258, 233.
36. Bratos, S.; Gale, G. M.; Gallot, G.; Hache, F.; Lascoux, N.; Leicknam, J.-C. Phys. Rev. E 2000, 61, 5211.
37. Deàk, J. C.; Rhea, S. T.; Iwaki, L. K.; Dlott, D. D. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 4866.
38. Gale, G. M.; Gallot, G.; Hache, F.; Lascoux, N.; Bratos, S.; Leicknam, J.-C. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 1068.
39. Woutersen, S.; Bakker, H. J. Phys. Rev. Lett. 1999, 83, 2077.
40. Laenen, R.; Rauscher, C.; Laubereau, A. Phys. Rev. Lett. 1998, 80, 2622.
41. Laenen, R.; Rauscher, C.; Laubereau, A. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 9304.
42. Woutersen, S.; Emmerichs, U.; Bakker, H. J. Science 1997, 278, 658.
43. Graener, H.; Seifert, G.; Laubereau, A. Phys. Rev. Lett. 1991, 66, 2092.
44. Steinel, T.; Asbury, J. B.; Zheng, J.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 10958.
45. Steinel, T.; Asbury, J. B.; Corcelli, S. A.; Lawrence, C. P.; Skinner, J. L.; Fayer, M. D. Chem. Phys. Lett. 2004, 386, 295.
46. Asbury, J. B.; Steinel, T.; Stromberg, C.; Corcelli, S. A.; Lawrence, C. P.; Skinner, J. L.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 1107.
47. Asbury, J. B.; Steinel, T.; Kwak, K.; Corcelli, S. A.; Lawrence, C. P.; Skinner, J. L.; Fayer, M. D. J. Chem. Phys. 2004, 121, 12431.
48. Laenen, R.; Simeonidis, K.; Laubereau, A. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 408.
49. Lock, A. J.; Bakker, H. J. J. Chem. Phys. 2002, 117, 1708.
50. Kropman, M. F.; Nienhuys, H.-K.; Woutersen, S.; Bakker, H. J. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 4622.
51. Wang, Z.; Pakoulev, A.; Pang, Y.; Dlott, D. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 9054.
52. Palamarev, H.; Georgiev, G. Vib. Spectrosc. 1994, 7, 255.
53. Wyss, H. R.; Falk, M. Can. J. Chem. 1970, 48, 607.
54. Senior, W. A.; Verrall, R. E. J. Phys. Chem. 1969, 73, 4242.
55. Falk, M.; Ford, T. A. Can. J. Chem. 1966, 44, 1699.
56. Hare, D. E.; Sorensen, C. M. J. Chem. Phys. 1990, 93, 6954.
57. Scherer, J. R.; Go, M. K.; Kint, S. J. Phys. Chem. 1974, 78, 1304.
58. Murphy, W. F.; Bernstein, H. J. J. Phys. Chem. 1972, 76, 1147.
59. Walrafen, G. E. J. Chem. Phys. 1968, 48, 244.
60. Wang, Z.; Pakoulev, A.; Pang, Y.; Dlott, D. Chem. Phys. Lett. 2003, 378, 281.
61. Møller, K. B.; Rey, R.; Hynes, J. T. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 1275.
62. Lawrence, C. P.; Skinner, J. L. Chem. Phys. Lett. 2003, 369, 472.
63. Lawrence, C. P.; Skinner, J. L. J. Chem. Phys. 2003, 118, 264.
64. Rey, R.; Møller, K. B.; Hynes, J. T. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 11993.
65. Lawrence, C. P.; Skinner, J. L. J. Chem. Phys. 2002, 117, 5827.
66. Lawrence, C. P.; Skinner, J. L. J. Chem. Phys. 2002, 117, 8847.
67. Ham, S.; Kim, J.-H.; Lee, H.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2003, 118, 3491.
68. Kwac, K.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2003, 119, 2247.
69. Kwac, K.; Cho, M. J. Chem. Phys. 2003, 119, 2256.
70. Choi, J.; Ham, S.; Cho, M. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 9132.
71. Sadlej, J.; Buch, V.; Kazimirski, J. K.; Buck, U. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 4933.
72. Brudermann, J.; Melzer, M.; Buck, U.; Kazimirski, J. K.; Sadlej, J.; Buch, V. J. Chem. Phys. 1999, 110, 10649.
73. Buck, U.; Ettischer, I.; Melzer, M.; Buch, V.; Sadlej, J. Phys. Rev. Lett. 1998, 80, 2578.
74. Diraison, M.; Guissani, Y.; Leicknam, J.-C.; Bratos, S. Chem. Phys. Lett. 1996, 258, 348.
75. Cho, M. J. Chem. Phys. 2003, 118, 3480.
76. Reimers, J. R.; Watts, R. O. Chem. Phys. 1984, 91, 201.
77. Ojamäe, L.; Hermansson, K.; Probst, M. Chem. Phys. Lett. 1992, 191, 500.
78. Ojamäe, L.; Tegenfeldt, J.; Lindgren, J.; Hermansson, K. Chem. Phys. Lett. 1992, 195, 97.
79. Bour, P.; Keiderling, T. J. Chem. Phys. 2003, 119, 11253.
80. Hayashi, T.; la Cour Jansen, T.; Zhuang, W.; Mukamel, S. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 64.
81. Huggins, C. M.; Pimentel, G. C. J. Phys. Chem. 1956, 60, 1615.
82. Pimentel, G. C.; McClellan, A. L. The Hydrogen Bond; W. H. Freeman and Company: San Francisco, CA, 1960.
83. Glew, D. N.; Rath, N. S. Can. J. Chem. 1971, 49, 837.
84. Whalley, E.; Klug, D. D. J. Chem. Phys. 1986, 84, 78.
85. Hermansson, K.; Knuts, S.; Lindgren, J. J. Chem. Phys. 1991, 95, 7486.
86. Matsuoka, O.; Clementi, E.; Yoshimine, M. J. Chem. Phys. 1976, 64, 1351.
87. Wojcik, M. J.; Hermansson, K.; Lindgren, J.; Ojamäe, L. Chem. Phys. 1993, 171, 189.
88. Monta, A.; Hynes, J. T. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 673.
89. Morita, A.; Hynes, J. T. Chem. Phys. 2000, 258, 371.
90. Corcelli, S. A.; Lawrence, C. P.; Skinner, J. L. J. Chem. Phys. 2004, 120, 8107.
91. Corcelli, S. A.; Lawrence, C. P.; Asbury, J. B.; Steinel, T.; Fayer, M. D.; Skinner, J. L. J. Chem. Phys. 2004, 121, 8897.
92. Schmidt, J. R.; Corcelli, S. A.; Skinner, J. L. J. Chem. Phys. 2004, 121, 8897.
93. Hermansson, K. J. Chem. Phys. 1993, 99, 861.
94. Hayashi, T.; Hamaguchi, H.-O. Chem. Phys. Lett. 2000, 326, 115.
95. Williams, R. B.; Loring, R. F.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 4068.
96. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926.
97. Berendsen, H. J. C.; Grigera, J. R.; Straatsma, T. P. J. Phys. Chem. 1987, 91, 6269.
98. Rick, S. W.; Stuart, S. J.; Berne, B. J. J. Chem. Phys. 1994, 101, 6141.
99. Schmidt, J. R.; Corcelli, S. A.; Skinner, J. L. J. Chem. Phys., in press.
100. Xu, H.; Stern, H. A.; Berne, B. J. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 2054.
101. Head-Gordon, T.; Hura, G. Chem. Rev. 2002, 102, 2651.
102. Soper, A. K. Chem. Phys. 2000, 258, 121.
103. Stephens, M. D.; Saven, J. G.; Skinner, J. L. J. Chem. Phys. 1997, 106, 2129.
104. Mukamel, S. Principles of Nonlinear Optical Spectroscopy; Oxford University Press: New York, 1995.
105. Saven, J. G.; Skinner, J. L. J. Chem. Phys. 1993, 99, 4391.
106. Fried, L. E.; Mukamel, S. Adv. Chem. Phys. 1993, 84, 435-516.
107. Oxtoby, D. W.; Levesque, D.; Weis, J.-J. J. Chem. Phys. 1978, 68, 5528.
108. Gale, G. M.; Gallot, G.; Lascoux, N. Chem. Phys. Lett. 1999, 311, 123.
109. Woutersen, S.; Emmerichs, U.; Nienhuys, H.-K.; Bakker, H. J. Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 1106.
110. Everitt, K. F.; Skinner, J. L. J. Chem. Phys. 2001, 115, 8531.
111. Levesque, D.; Weis, J.-J.; Oxtoby, D. W. J. Chem. Phys. 1980, 72, 2744.
112. McQuarrie, D. A. Statistical Mechanics; Harper and Row: New York, 1976.
113. Modig, K.; Pfommer, B. G.; Halle, B. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 075502.
114. Sutmann, G.; Vallauri, R. J. Mol. Liq. 2002, 98-9, 215.
115. Bergman, D. L. Chem. Phys. 2000, 253, 267.
116. Ohmine, I.; Saito, S. Acc. Chem. Res. 1999, 32, 741.
117. Mishima, O.; Stanley, H. E. Nature 1998, 396, 329.
118. Luzar, A.; Chandler, D. Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 928.
119. Matsumoto, M.; Ohmine, I. J. Chem. Phys. 1996, 104, 2705.
120. Shiratani, E.; Sasai, M. J. Chem. Phys. 1996, 104, 7671.
121. Stillinger, F. H. Science 1980, 209, 451.
122. Weinhold, F. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 1997, 398-399, 181.
123. Keutsch, F. N.; Saykally, R. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 10533.
124. Cruzan, J. D.; Braly, L. B.; Liu, K.; Brown, M. G.; Loeser, J. G.; Saykally, R. J. Science 1996, 271, 59.
125. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
126. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
127. Miehlich, B.; Savin, A.; Stoll, H.; Preuss, H. Chem. Phys. Lett. 1989, 157, 200.
128. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Zakrzewski, V. G.; Montgomery, J. A., Jr.; Stratmann, R. E.; Burant, J. C.; Dapprich, S.; Millam, J. M.; Daniels, A. D.; Kudin, K. N.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Tomasi, J.; Barone, V.; Cossi, M.; Cammi, R.; Mennucci, B.; Pomelli, C.; Adamo, C.; Clifford, S.; Ochterski, J.; Petersson, G. A.; Ayala, P. Y.; Cui, Q.; Morokuma, K.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Cioslowski, J.; Ortiz, J. V.; Baboul, A. G.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Gomperts, R.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; AlLaham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Andres, J. L.; Gonzalez, C.; Head-Gordon, M.; Replogle, E. S.; Pople, J. A. Gaussian 98; Gaussian Inc.: Pittsburgh, PA, 1998.
129. Corcelli, S. A.; Kelley, J. A.; Tully, J. C.; Johnson, M. A. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 4872.
130. Benedict, W. S.; Gailar, N.; Plyler, E. K. J. Chem. Phys. 1956, 24, 1139.
131. Scott, A. P.; Radom, L. J. Phys. Chem. 1996, 100, 16502.
132. Vasan, V. S.; Cross, R. J. J. Chem. Phys. 1983, 78, 3869.
133. Gallas, J. A. C. Phys. Rev. A 1980, 21, 1829.
134. Yamaguchi, Y.; Frisch, M.; Gaw, J.; Schaefer, H. F.; Binkley, J. S. J. Chem. Phys. 1986, 84, 2262.
135. Franks, F., Ed. Water: A Comprehensive Treatise; Plenum Press: New York, 1972; Vol. 1.
136. Adams, D. J.; Dubey, G. S. J. Comput. Phys. 1987, 72, 156.
137. Allen, M. P.; Tildesley, D. J. Computer Simulation of Liquids; Clarendon: Oxford, UK, 1987.
138. Svanberg, M. Mol. Phys. 1997, 92, 1085.
139. Luzar, A. J. Chem. Phys. 2000, 113, 10663.
140. Luzar, A.; Chandler, D. Nature 1996, 379, 55.
141. Luzar, A.; Chandler, D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 8160.
142. Eisenberg, D.; Kauzmann, W. The Structure and Properties of Water; Oxford University Press: New York, 1969.
143. Wernet, P.; Nordlund, D.; Bergmann, U.; Cavalleri, M.; Odelius, M.; Ogasawara, H.; Naslund, L. A.; Hirsch, T. K.; Ojamae, L.; Glatzel, P.; Pettersson, L. G. M.; Nilsson, A. Science 2004, 304, 995.
144. Smith, J. D.; Cappa, C. D.; Wilson, K. R.; Messer, B. M.; Cohen, R. C.; Saykally, R. J. Science 2004, 306, 851.