Theoretical investigation of uranyl dihydroxide: Oxo ligand exchange, water catalysis, and vibrational spectra

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 109, Issue 38, 2005, Pages 8579-8586

  Hratchian, Hrant P ^a,d   Sonnenberg, Jason L ^a,b,c   Hay, P Jeffrey ^c   Martin, Richard L ^c   Bursten, Bruce E ^b   Schlegel, H Bernhard ^a  

^a WAYNE STATE UNIVERSITY   (United States)

^b OHIO STATE UNIVERSITY   (United States)

^c LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORY   (United States)

^d INDIANA UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

REACTION ENERGY; SCALAR-RELATIVISTIC EFFECTS; URANYL DIHYDROXIDE; URANYL MOIETY;

GROUND STATE; ISOMERIZATION; PROBABILITY DENSITY FUNCTION; PROTONS;

URANIUM COMPOUNDS;

EID: 26844568700     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp052616m     Document Type: Article

References (66)

1. Denning, R. G. Struct. Bonding 1992, 79, 215.
2. Pepper, M.; Bursten, B. E. Chem. Rev. 1991, 91, 719.
3. Schreckenbach, G.; Hay, P. J.; Martin, R. L. J. Comput. Chem. 1999, 20, 70.
4. Bursten, B. E.; Casarin, M.; Ellis, D. E.; Fragala, I.; Marks, T. J. Inorg. Chem. 1986, 25, 1257.
5. 2(g); Report No. UCRL-ID-150979; Lawrence Livermore National Laboratory: Livermore, CA, 2002.
6. Tsushima, S.; Reich, T. Chem. Phys. Lett. 2001, 347, 127.
7. Nguyen-Trung, C.; Begun, G. M.; Palmer, D. A. Inorg. Chem. 1992, 31, 5280.
8. Oda, Y.; Aoshima, A. J. Nucl. Sci. Technol. 2002, 39, 647.
9. Privalov, T.; Schimmelpfennig, B.; Wahlgren, U.; Grenthe, I. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 11277.
10. 2); Report No. UCRL-ID-122278; Lawrence Livermore National Laboratory: Livermore, CA, 2002.
11. Clavaguéra-Samo, C.; Hoyau, S.; Ismail, N.; Marsden, C. J. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 4515.
12. Clark, D. L.; Conradson, S. D.; Donohoe, R. J.; Keogh, D. W.; Morris, D. E.; Palmer, P. D.; Rogers, R. D.; Tait, C. D. Inorg. Chem. 1999, 38, 1456.
13. Schreckenbach, G.; Hay, P. J.; Martin, R. L. Inorg. Chem. 1998, 37, 4442.
14. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A.; 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.; Kiene, M.; Li X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Bakken, V.; 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; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2003.
15. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098.
16. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
17. Lee, C. T.; Yang, W. T.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
18. Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623.
19. Hay, P. J.; Martin, R. L.; Schreckenbach, G. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 6259.
20. Küchle, W.; Dolg, M.; Stoll, H.; Preuss, H. J. Chem. Phys. 1994, 100, 7535.
21. Han, Y. K.; Hirao, K. J. Chem. Phys. 2000, 113, 7345.
22. Hay, P. J. Faraday Discuss. 2003, 124, 69.
23. Sonnenberg, J. L.; Hay, P. J.; Martin, R. L.; Bursten, B. E. Inorg. Chem. 2005, 44, 2255.
24. Ditchfield, R.; Hehre, W. R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1971, 54, 724.
25. Gordon, M. S. Chem. Phys. Lett. 1980, 76, 163.
26. Hariharan, P. C.; Pople, J. A. Theor. Chim. Acta 1973, 28, 213.
27. Hariharan, P. C.; Pople, J. A. Mol. Phys. 1974, 27, 209.
28. Hehre, W. J.; Ditchfield, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1972, 56, 2257.
29. Hratchian, H. P.; Schlegel, H. B. In Theory and Applications of Computational Chemistry: The First 40 Years; Dykstra, C. E., Kim, K. S., Frenking, G., Scuseria, G. E., Eds.; 2005; in press.
30. Peng, C. Y.; Ayala, P. Y.; Schlegel, H. B.; Frisch, M. J. J. Comput. Chem. 1996, 17, 49.
31. Peng, C. Y.; Schlegel, H. B. Isr. J. Chem. 1993, 33, 449.
32. Schlegel, H. B. J. Comput. Chem. 1982, 3, 214.
33. Hratchian, H. P.; Schlegel, H. B. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 165.
34. Hratchian, H. P.; Schlegel, H. B. J. Chem. Phys. 2004, 120, 9918.
35. Hratchian, H. P.; Schlegel, H. B. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 61.
36. Wang, Q.; Pitzer, R. M. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 8370.
37. Jensen, F. 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; Vol. 5, p 3114.
38. Jensen, F. Introduction to Computational Chemistry; Wiley: Chichester, U.K., 1999.
39. Wales, D. J. Energy Landscapes; Cambridge University Press: Cambridge, U.K., 2003.
40. Dawson, J. K.; Wait, E.; Alcock, K.; Chilton, D. R. J. Chem. Soc. 1956, 3531.
41. Francis, A. J.; Dodge, C. J.; Gillow, J. B.; Papenguth, H. W. Environ. Sci. Technol. 2000, 34, 2311.
42. Siegel, S.; Hoekstra, H. R.; Gebert, E. Acta Crystallogr. 1972, B28, 3469.
43. Taylor, J. C. Acta Crystallogr. 1971, B27, 1088.
44. Taylor, J. C.; Hurst, H. J. Acta Crystallogr. 1971, B27, 2018.
45. Vier, D. S. A. M. Columbia Report, Report No. A-1277, 1944.
46. Our test calculations indicate that the barrier to U-OH bond rotation is ca. 5-6 kcal/mol.
47. Jessop, P. G.; Ikariya, T.; Noyori, R. Chem. Rev. 1995, 95, 259.
48. Palmer, D. A.; Vaneldik, R. Chem. Rev. 1983, 83, 651.
49. Shaikh, A. A. G.; Sivaram, S. Chem. Rev. 1996, 96, 951.
50. Antonczak, S.; Ruizlopez, M. F.; Rivail, J. L. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 3912.
51. Buckingham, A. D.; Handy, N. C.; Rice, J. E.; Somasundram, K.; Dijkgraaf, C. J. Comput. Chem. 1986, 7, 283.
52. Lledos, A.; Bertran, J. Tetrahedron Lett. 1981, 22, 775.
53. Nguyen, M. T.; Ha, T. K. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 599.
54. Nguyen, M. T.; Hegarty, A. F. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 3811.
55. Nguyen, M. T.; Hegarty, A. F. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 1552.
56. Ventura, O. N.; Lledos, A.; Bonaccorsi, R.; Bertran, J.; Tomasi, J. Theor. Chim. Acta 1987, 72, 175.
57. Williams, I. H. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 6299.
58. Williams, I. H.; Spangler, D.; Femec, D. A.; Maggiora, G. M.; Schowen, R. L. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 6619.
59. Williams, I. H.; Spangler, D.; Femec, D. A.; Maggiora, G. M.; Schowen, R. L. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 31.
60. Lewis, M.; Glaser, R. J. Phys. Chem. A 2003, 707, 6814.
61. Lewis, M.; Glaser, R. Chem. - Eur. J. 2002, 8, 1934.
62. Rodriguez-Santiago, L.; Vendrell, O.; Tejero, I.; Sodupe, M.; Bertran, J. Chem. Phys. Lett. 2001, 334, 112.
63. Lin, C. L.; Chu, S. Y. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 4222.
64. Pitarch, J.; Ruiz-Lopez, M. F.; Silla, E.; Pascual-Ahuir, J. L.; Tunon, I. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 2146.
65. Yamabe, S.; Ishikawa, T. J. Org. Chem. 1997, 62, 7049.
66. Nguyen, M. T.; Raspoet, G.; Vanquickenborne, L. G.; VanDuijnen, P. T. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 7379.