Structure of silicate glasses and melts at high pressure: Quantum chemical calculations and solid-state NMR

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 108, Issue 19, 2004, Pages 5889-5900

  Lee, Sung Keun ^a  

^a GEOPHYSICAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALUMINUM; ENTHALPY; ENTROPY; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; SPECIFIC HEAT; SPECTROSCOPY; TOPOLOGY; ZEOLITES;

(TRIPLE QUANTUM MAGIC ANGLE SPINNING) 3QMAS; ALUMINOSILICATE GLASSES; TOPOLOGICAL ENTROPY; VIBRATIONAL SPECTROSCOPY;

SILICATES;

EID: 2542480670     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp037575d     Document Type: Article

References (64)

1. Mysen, B. O. Structure and Properties of Silicate Melts; Elsevier: Amsterdam, 1988.
2. Poe, B. T.; McMillan, P. F.; Rubie, D. C.; Chakraborty, S.; Yarger, J. L.; Diefenbacher, J. Science 1997, 276, 1245.
3. Wolf, G. H.; McMillan, P. F. Pressure Effects on Silicate Melt Structure and Properties. In Structure, Dynamics, and Properties of Silicate Melts; Stebbins, J. F., McMillan, P. F., Dingwell, D. B., Eds.; Mineralogical Society of America: Washington, DC, 1995; Vol. 32, p 505.
4. Lee, S. K.; Stebbins, J. F. Am. Mineral. 1999, 84, 937.
5. Lee, S. K.; Stebbins, J. F. Geochim. Cosmochim. Acta 2002, 66, 303.
6. Lee, S. K.; Stebbins, J. F. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 4091.
7. Lee, S. K.; Musgrave, C. B.; Zhao, P.; Stebbins, J. F. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 12583.
8. Engelhardt, G.; Michel, D. High-Resolution Solid-State NMR of Silicates and Zeolites; Wiley: New York, 1987.
9. Geissberger, A. E.; Bray, P. J. J. Non-Cryst. Solids 1983, 54, 121.
10. Schramm, S.; Kirkpatrick, R. J.; Oldfield, E. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 2483.
11. Timken, H. K. C.; Janes, N.; Turner, G. L.; Lambert, S. L.; Welsh, L. B.; Oldfield, E. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 7236.
12. Jellison, G. E.; Panek, L. W.; Bray, P. J.; Rouse, G. B. J. Chem. Phys. 1977, 66, 802.
13. Walter, T. H.; Turner, G. L.; Oldfield, E. J. Magn. Reson. 1988, 76, 106.
14. Timken, H. K. C.; Schramm, S. E.; Kirkpatrick, R. J.; Oldfield, E. J. Phys. Chem. 1987, 91, 1054.
15. Mueller, K. T.; Wu, Y.; Chmelka, B. F.; Stebbins, J.; Pines, A. J. Am. Chem. Soc. 1990, 113, 32.
16. Kirkpatrick, R. J. MAS NMR Spectroscopy of Minerals and Glasses. In Spectroscopic Methods in Mineralogy and Geology; Hawthorne, F. C., Ed.; Mineralogical Society of America: Washington, DC, 1988; p 341.
17. Xue, X.; Stebbins, J. F.; Kanzaki, M. Am. Mineral. 1994, 79, 31.
18. Grandinetti, P. J.; Baltisberger, J. H.; Farnan, I.; Stebbins, J. P.; Werner, U.; Pines, A. J. Phys. Chem. 1995, 99, 12341.
19. Frydman, I.; Harwood, J. S. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5367.
20. Loeser, T.; Freude, D.; Mabande, G. T. P.; Schwieger, W. Chem. Phys. Lett. 2003, 370, 32.
21. Zhao, P.; Neuhoff, P. S.; Stebbins, J. F. Chem. Phys. Lett. 2001, 344, 325.
22. Xu, Z.; Stebbins, J. F. Solid State NMR 1998, 11, 243.
23. Bull, L. M.; Bussemer, B.; Anupold, T.; Reinhold: A.; Samoson, A.; Sauer, J.; Cheetham, A. K.; Dupree, R. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 4948.
24. Amoureux, J.-P.; Bauer, F.; Ernst, H.; Fernandez, C.; Freude, D.; Michel, D.; Pingel, U.-T. Chem. Phys. Lett. 1998, 285.
25. Lee, S. K.; Stebbins, J. F.; Weiss, C. W.; Kirkpatrick, R. J. Chem. Mater. 2003, 15, 2605.
26. Lee, S. K.; Stebbins, J. F. Am. Mineral. 2003, 88, 493.
27. Ashbrook, S. E.; Berry, A. J.; Wimperis, S. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 773.
28. Ashbrook, S. E.; Berry, A. J.; Wimperis, S. Am. Mineral. 1999, 84, 1191.
29. Wu, G.; Dong, S. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 9119.
30. Wu, G.; Dong, S.; Ida, R.; Reen, N. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 1768.
31. Wang, S.; Stebbins, J. F. J. Non-Cryst. Solids 1998, 231, 286.
32. Wang, S.; Stebbins, J. F. J. Am. Ceram. Soc. 1999, 82, 1519.
33. Dirken, P. J.; Kohn, S. C.; Smith, M. E.; Vaneck, E. R. H. Chem. Phys. Lett. 1997, 266, 568.
34. Xu, Z.; Maekawa, H.; Oglesby, J. V.; Stebbins, J. F. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 9894.
35. Stebbins, J. F.; Xu, Z. Nature 1997, 390, 60.
36. Lee, S. K.; Stebbins, J. F. J. Non-Cryst. Solids. 2000, 270, 260.
37. Stebbins, J. F.; Oglesby, J. V.; Xu, Z. Am. Mineral. 1997, 82, 1116.
38. Lee, S. K.; Stebbins, J. F. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 3141.
39. Lee, S. K.; Mysen, B. O.; Cody, G. D. Phys. Rev. B 2003, 68, 214206.
40. Lee, S. K.; Stebbins, J. F. Geochim. Cosmochim. Acta 2003, 67, 1699.
41. Lee, S. K.; Fei, Y.; Cody, G. D.; Mysen, B. O. Gephys. Res. Lett. 2003, 30, 1845.
42. Baltisberger, J. H.; Xu, Z.; Stebbins, J. F.; Wang, S.; Pines, A. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 7209.
43. Clark, T. M.; Grandinetti, P. J. J. Phys.: Condens. Matter 2003, 15, s2387.
44. Tossell, J. A.; Lazzeretti, P. Phys. Chem. Mineral. 1988, 15, 564.
45. Vermillion, K. E.; Florian, P.; Grandinetti, P. J. J. Chem. Phys. 1998, 108, 7274.
46. Clark, T. M.; Grandinetti, J. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 12257.
47. Lee, S. K.; Cody, G. D.; Fei, Y.; Mysen, B. O. Geochim. Cosmochim. Acta, in press, 2004.
48. 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.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Gomperts, R.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Gonzalez, C.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B. G.; Chen, W.; Wong, M. W.; Andres, J. L.; Head-Gordon, M.; Replogle, E. S.; Pople, J. A. Gaussian 98, revision A.11; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 1998.
49. Foresman, J. B.; Frisch, A. Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods, 2nd ed.; Gaussian Inc.: Pittsburgh, PA, 1996.
50. Bertka, C. M.; Fei, Y. J. Geophys. Res. 1997, 102, 5251.
51. Brown, G. E.; Gibbs, G. V.; Ribbe, P. H. Am. Mineral. 1969, 54, 1044.
52. Gibbs, G. V. Am. Mineral. 1982, 67, 421.
53. Profeta, M.; Mauri, E.; Pickard, C. J. J. Am. Ceram. Soc. 2003, 125, 541.
54. Stebbins, J. F.; Poe, B. Geophy. Res. Lett. 1999, 26, 2521.
55. Yarger, J. L.; Smith, K. H.; Nieman, R. A.; Diefenbacher, J.; Wolf, G. H.; Poe, B. T.; McMillan, P. F. Science 1995, 270, 1964.
56. Waff, H. S. Geophy. Res. Lett. 1975, 2, 193.
57. Clark, T. M.; Grandinetti, J. Solid State NMR 2000, 16, 55.
58. Skibsted, J.; Henderson, E.; Jakobsen, H. J. Inorg. Chem. 1993, 32, 1013.
59. Farnan, I.; Grandinetti, P. J.; Baltisberger, J. H.; Stebbins, J. F.; Werner, U.; Eastman, M.; Pines, A. Nature 1992, 358, 31.
60. Adam, G.; Gibbs, J. H. J. Chem. Phys. 1965, 43, 139.
61. Richet, P. Geochim. Cosmochim. Acta 1984, 48, 471.
62. Shimizu, N.; Kushiro, I. Geochim. Cosmochim. Acta 1984, 48, 1295.
63. Wasylishen, R. E.; Bryce, D. L. J. Chem. Phys. 2002, 117, 10061.
64. Bak, M.; Rasmussen, J. T.; Nielsen, N. C. J. Magn. Reson. 2000, 147, 296.