Insights into the Structures, Energetics, and Vibrations of Monovalent Cation-(Water)1-6 Clusters

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 108, Issue 15, 2004, Pages 2949-2958

  Lee, Han Myoung ^a   Tarakeshwar, P ^a,b   Park, Jungwon ^a   Kołaski, Maciej Roman ^a,c   Jin Yoon, Yeo ^a   Yi, Hai Bo ^a   Kim, Woo Youn ^a   Kim, Kwang S ^a  

^a Pohang University of Science and Technology (POSTECH)   (South Korea)

^b Korea Institute for Advanced Study   (South Korea)

^c UNIVERSITY OF SILESIA   (Poland)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BINDING ENERGY; COMPLEXATION; CONFORMATIONS; CORRELATION METHODS; FREQUENCIES; HARMONIC ANALYSIS; MOLECULAR VIBRATIONS; POSITIVE IONS; PROBABILITY DENSITY FUNCTION;

COORDINATION NUMBERS; DISPERSION ENERGY; INTERACTION ENERGY; REPULSION ENERGY;

MOLECULAR STRUCTURE;

EID: 2342472132     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp0369241     Document Type: Article

References (95)

1. Lisy, J. M. Int. Rev. Phys. Chem. 1997, 16, 267.
2. Castleman, A. W. Adv. Gas-Phase Ion Chem. 1998, 3, 185.
3. (a) Searles, S. K.; Kebarle, P. Can. J. Chem. 1969, 47, 2619.
4. (b) Dzidic, I.; Kebarle, P. J. Phys. Chem. 1970, 74, 1466.
5. (c) Blades, A. T.; Jayaweera, P.; Ikonomou, M. G.; Kebarle, P. J. Chem. Phys. 1990, 92, 5900.
6. (d) Blades, A. T.; Jayaweera, P.; Ikonomou, M. G.; Kebarle, P. Int. J. Mass Spectrom. Ion Processes 1990, 102, 251.
7. (e) Hertel, I. V.; Huglin, C. Nitsch, C.; Schulz, C. P. Phys. Rev. Lett. 1991, 67, 1767.
8. (a) Cunningham, A. J.; Payzant, J. D.; Kebarle, P. J. Am. Chem. Soc. 1972, 94, 7627; Grimsrud, E. P.; Kebarle, P. J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 7939.
9. (a) Cunningham, A. J.; Payzant, J. D.; Kebarle, P. J. Am. Chem. Soc. 1972, 94, 7627; Grimsrud, E. P.; Kebarle, P. J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 7939.
10. (b) Lau, Y. K.; Ikuta, S.; Kebarle, P. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 1462.
11. Payzant, J. D.; Cunningham, A. J.; Kebarle, P. Can. J. Chem. 1973, 51, 3242.
12. (a) Rodgers, M. T.; Armentrout, P. B. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 1238.
13. (b) Dalleska, N. F.; Tjelta, B. L.; Armentout, P. B. J. Phys. Chem. 1994, 98, 4191.
14. Stace, A. J. Science 2001, 294, 1292. Stace, A. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 1935. Stace, A. J. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 7993.
15. Stace, A. J. Science 2001, 294, 1292. Stace, A. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 1935. Stace, A. J. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 7993.
16. Stace, A. J. Science 2001, 294, 1292. Stace, A. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 1935. Stace, A. J. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 7993.
17. Richens, D. T. The Chemistry of Aqua Ions; Wiley: Chichester, U.K., 1997.
18. Glusker, J. P.; Katz, A. K.; Bock, C. W. Rigaku J. 1999, 16, 8.
19. Subirana, J. A.; Soler-Löpez, M. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2003, 32, 27.
20. Rasaiah, J. C.; Lynden-Bell, R. M. Philos. Trans. R. Soc., Ser. A 2001, 359, 1545.
21. Tarakeshwar, P.; Lee, H. M.; Kim, K. S. Insights from theoretical investigations of aqueous clusters. In Reviews of Modern Quantum Chemistry; Sen, K. D., Ed.; World Scientific: Singapore, 2002; pp 1642-1683.
22. Newton, M. D. J. Chem. Phys. 1977, 67, 5535-5546.
23. Honma, K.; Sunderlin, L. S.; Armentrout, P. B. J. Chem. Phys. 1993, 99, 1623-1632.
24. Jiang, J.-C.; Wang, Y.-S.; Chang, H.-C.; Lin, S. H.; Lee, Y. T.; Niedner-Schatteburg, G.; Chang, H.-C. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 1398-1410.
25. Wang, Y.-S.; Chang, H.-C.; Jiang, J.-C.; Lin, S. H.; Lee, Y. T.; Chang, H.-C. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 8777-8788.
26. Nielsen, S. B.; Masella, M.; Kebarle, P. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 9891.
27. Kebarle, P. Annu. Rev. Phys. Chem. 1977, 28, 445.
28. Weinheimer, C. J.; Lisy, J. M. J. Chem. Phys. 1996, 105, 2938.
29. Vaden, T. D.; Forinash, B.; Lisy, J. M. J. Chem. Phys. 2002, 117, 4628.
30. Kistenmacher, H.; Pokie, H.; Clementi, E. J. Chem. Phys. 1974, 61, 799.
31. Chandrasekhar, J.; Spellmeyer, D.; Jorgensen, W. L. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 903.
32. Sung, S. S.; Jordan, P. C. J. Chem. Phys. 1986, 85, 4045. Lin, S.; Jordan, P. C. J. Chem. Phys. 1988, 89, 7492.
33. Sung, S. S.; Jordan, P. C. J. Chem. Phys. 1986, 85, 4045. Lin, S.; Jordan, P. C. J. Chem. Phys. 1988, 89, 7492.
34. Kaupp, M.; Schleyer, P. v. R. J. Phys. Chem. 1992, 96, 7316.
35. Feller, D.; Glendening, E. D.; Kendall, R. A.; Peterson, K. A. J. Chem. Phys. 1994, 100, 4981
36. Glendening, E. D.; Feller, D. J. Phys. Chem. 1995, 99, 3060.
37. Feller, D.; Glendening, E. D.; Woon, D. E.; Feyereisen, M. W. J. Chem. Phys. 1995, 103, 3526.
38. Mhin, B. J.; Kim, J.; Kim, K. S. Chem. Phys. Lett. 1993, 216, 305.
39. Kim, K. S.; Lee, J. Y.; Lee, S. J.; Ha, T.-K.; Kim, D. H. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 7399.
40. Kim, J.; Lee, S.; Cho, S. J.; Mhin, B. J.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 1995, 102, 839.
41. Lee, H. M.; Kim, J.; Lee, S.; Mhin, B. J.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 1999, 111, 3995.
42. Zundel, G.; Eckert, M. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 1989, 200, 73.
43. Meot-Ner, M. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 1265; Meot-Ner, M.; Speller, C. V. J. Phys. Chem. 1986, 90, 6616.
44. Meot-Ner, M. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 1265; Meot-Ner, M.; Speller, C. V. J. Phys. Chem. 1986, 90, 6616.
45. Pullman, A.; Claverie, P.; Cluzan, M.-C. Chem. Phys. Lett. 1985, 117, 419.
46. Contador, J. C.; Aguilar, M. A.; Olivares del Valle, F. J. Chem. Phys. 1997, 214, 113.
47. Brown, R. J. C. J. Mol. Struct. 1995, 345, 77-81.
48. Dorman, V. L.; Jordan, P. C. J. Chem. Phys. 2003, 118, 1333.
49. Masella, M.; Cuniasse, P. J. Chem. Phys. 2003, 119, 1866.
50. Spångberg. D.; Hermansson, K. J. Chem. Phys. 2003, 119, 7263.
51. Lee, E. C.; Lee, H. M.; Tarakeshwar, P.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 2003, 119, 7725.
52. Tarakeshwar, P.; Kim, K. S. Nanorecognition, In Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology; American Science Publishers: Stevenson Ranch, CA, 2003.
53. Stone, A. J. The Theory of Intemolecular Forces; Clarendon Press: Oxford, U.K., 1996.
54. Kim, K. S.; Tarakeshwar, P.; Lee, J. Y. Chem. Rev. 2000, 100, 4145.
55. Kim, D.; Hu, S.; Tarakeshwar, P.; Kim, K. S. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 1228.
56. Tarakeshwar, P.; Choi, H. S.; Kim, K. S. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 3323.
57. Tarakeshwar, P.; Choi, H. S.; Lee, S. J.; Lee, J. Y.; Kim, K. S.; Ha, T.-K.; Jang, J. H.; Lee, J. G.; Lee, H. J. Chem. Phys. 1999, 111, 5838.
58. Tarakeshwar, P.; Kim, K. S.; Brutschy, B. J. Chem. Phys. 2000, 112, 1769.
59. Tarakeshwar, P.; Kim, K. S.; Brutschy, B. J. Chem. Phys. 2001, 114, 1295.
60. Tarakeshwar, P.; Kim, K. S. J. Mol. Struct. 2002, 615, 227.
61. Tarakeshwar, P.; Kim. K. S.; Kraka, E.; Cremer, D. J. Chem. Phys. 2001, 115, 6018.
62. Clabo, D. A.; Allen, W. D.; Remington, R. B.; Yamaguchi, Y.; Schaefer, H. F. Chem. Phys. 1988, 123, 187.
63. Miller, W. H.; Handy, N. C.; Adams, J. E. J. Chem. Phys. 1980, 72, 99.
64. Gerber, R. B.; Brauer, B.; Gregurick, S. K.; Chaban, G. M. Phys. Chem. Commun. 2002, 5, 142.
65. Chaban, G. M.; Jung, J. O.; Gerber, R. B. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 2772.
66. Choi, H. S.; Suh, S. B.; Cho, S. J.; Kim, K. S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 98, 12094.
67. Hong, B. H.; Lee, J. Y.; Lee, C.-W.; Kim, J. C.; Bae, S. C.; Kim, K. S. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 10748.
68. Hong, B. H.; Bae, S. C.; Lee, C.-W.; Jeong, S.; Kim, K. S. Science 2001, 294, 348. Kim, K. S. Curr. Appl. Phys. 2002, 2, 65.
69. Hong, B. H.; Bae, S. C.; Lee, C.-W.; Jeong, S.; Kim, K. S. Science 2001, 294, 348. Kim, K. S. Curr. Appl. Phys. 2002, 2, 65.
70. Ihm, H.; Yun, S.; Kim, H. G.; Kim, J. K.; Kim, K. S. Org. Lett. 2002, 4, 2897. Yun, S.; Kim, Y.-O.; Kim, D.; Kim, H. G.; Ihm, H.; Kim, J. K.; Lee, C.-W.; Lee, W. J.; Yoon, J.; Oh, K. S.; Yoon, J.; Park, S.-M.; Kim, K. S. Org. Lett. 2003, 5, 471. Yun, S.; Ihm, H.; Kim, H. G.; Lee, C.-W.; Banyopadhyay, I.; Oh, K. S.; Gong, Y. J.; Lee, J. W.; Yoon, J.; Lee, H. C.; Kim, K. S. J. Org. Chem. 2003, 68, 2467.
71. Ihm, H.; Yun, S.; Kim, H. G.; Kim, J. K.; Kim, K. S. Org. Lett. 2002, 4, 2897. Yun, S.; Kim, Y.-O.; Kim, D.; Kim, H. G.; Ihm, H.; Kim, J. K.; Lee, C.-W.; Lee, W. J.; Yoon, J.; Oh, K. S.; Yoon, J.; Park, S.-M.; Kim, K. S. Org. Lett. 2003, 5, 471. Yun, S.; Ihm, H.; Kim, H. G.; Lee, C.-W.; Banyopadhyay, I.; Oh, K. S.; Gong, Y. J.; Lee, J. W.; Yoon, J.; Lee, H. C.; Kim, K. S. J. Org. Chem. 2003, 68, 2467.
72. Ihm, H.; Yun, S.; Kim, H. G.; Kim, J. K.; Kim, K. S. Org. Lett. 2002, 4, 2897. Yun, S.; Kim, Y.-O.; Kim, D.; Kim, H. G.; Ihm, H.; Kim, J. K.; Lee, C.-W.; Lee, W. J.; Yoon, J.; Oh, K. S.; Yoon, J.; Park, S.-M.; Kim, K. S. Org. Lett. 2003, 5, 471. Yun, S.; Ihm, H.; Kim, H. G.; Lee, C.-W.; Banyopadhyay, I.; Oh, K. S.; Gong, Y. J.; Lee, J. W.; Yoon, J.; Lee, H. C.; Kim, K. S. J. Org. Chem. 2003, 68, 2467.
73. Chalasiński, G.; Szcześniak, M. M. Chem. Rev. 1994, 94, 1723. Chalasiński, G.; Szcześniak, M. M. Chem. Rev. 2000, 100, 4227.
74. Chalasiński, G.; Szcześniak, M. M. Chem. Rev. 1994, 94, 1723. Chalasiński, G.; Szcześniak, M. M. Chem. Rev. 2000, 100, 4227.
75. 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. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, B.; Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Klene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Zakrzewski, V. G.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cui, Q.; Baboul, A. G.; Clifford, S.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Gonzalez, C.; Pople, J. A. Gaussian 03, Revision B.01; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.
76. Dunning, T. H. J. Chem. Phys., 1989, 90, 1007.
77. Nicklass, A.; Dolg, M.; Stoll, H.; Preuss, H. J. Chem. Phys. 1995, 102, 8942.
78. Schafer, A.; Horn, H.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1992, 97, 2571.
79. LaJohn, L. A.; Christiansen, P. A.; Ross, R. B.; Atashroo, T.; Ermler, W. C. J. Chem. Phys. 1987, 87, 2812.
80. Ross, R. B.; Powers, J. M.; Atashroo, T.; Ermler, W. C.; LaJohn, L. A.; Christiansen, P. A. J. Chem. Phys. 1990, 93, 6654.
81. Hay, P. J.; Wadt. W. R. J. Chem. Phys. 1985, 82, 299.
82. Woon, D. E.; Dunning, T. H. Unpublished. Basis sets were obtained from the Extensible Computational Chemistry Environment Basis Set Database, Version 12/03/03, as developed and distributed by the Molecular Science Computing Facility, Environmental and Molecular Sciences Laboratory which is part of the Pacific Northwest Laboratory, P.O. Box 999, Richland, WA 99352, and funded by the U.S. Department of Energy.
83. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
84. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
85. Jeziorski, B.; Szalewicz, K. In Encyclopedia of Computational Chemistry; Schleyer, P. v. R., Allinger, N. L., Clark, T., Gasteiger, J., Kollman, P. A., Schaefer, H. F., III, Schreiner, P. R., Eds.; Wiley: Chichester, U.K., 1998.
86. Jeziorski, B.; Moszynski, R.; Szalewicz, K. Chem. Rev. 1994, 94, 1887. Szalewicz, K.; Jeziorski, B. In Molecular Interactions - From van der Waals to Strongly Bound Complexes; Scheiner, S., Ed.; Wiley: New York, 1997; p 3.
87. Jeziorski, B.; Moszynski, R.; Szalewicz, K. Chem. Rev. 1994, 94, 1887. Szalewicz, K.; Jeziorski, B. In Molecular Interactions - From van der Waals to Strongly Bound Complexes; Scheiner, S., Ed.; Wiley: New York, 1997; p 3.
88. Jeziorski, B.; Moszynski, R.; Ratkiewicz, A.; Rybak, S.; Szalewicz, K.; Williams, H. L. In Medium Sized Systems. Methods and Techniques in Computational Chemistry: METECC-94; Clementi, E., Ed.; STEF: Cagliari, 1993; Vol. B, pp 79-129.
89. Kolaski, M. R.; Lee, E. C.; Lee. H. M.; Park, J. C.; Kim, K. S. Manuscript in preparation.
90. Schütz; et al. J. Chem. Phys. 1997, 107, 4597. Halkier; et al. Theor. Chem. Acc. 1997, 97, 150.
91. Schütz; et al. J. Chem. Phys. 1997, 107, 4597. Halkier; et al. Theor. Chem. Acc. 1997, 97, 150.
92. CRC Handbook of Chemistry and Physics; Lide, D. R., Ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, 2003.
93. Lim, I. S.; Laerdahl, J. K.; Schwerdtfeger, P. J. Chem. Phys. 2002, 116, 172.
94. Read, J. P.; Buckingham, A. D. Chem. Phys. Lett. 1997, 270, 245.
95. Kim, K. S. Bull. Korean Chem. Soc. 2003, 24, 757-762.