Design of density functionals by combining the method of constraint satisfaction with parametrization for thermochemistry, thermochemical kinetics, and noncovalent interactions

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 2, Issue 2, 2006, Pages 364-382

  Zhao, Yan ^a   Schultz, Nathan E ^a   Truhlar, Donald G ^a  

^a University of Minnesota   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 33646464890     PISSN: 15499618     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct0502763     Document Type: Article

References (144)

1. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1986, 84, 4524.
2. Becke, A. D. Phys. Rev. A: At., Mol., Opt. Phys. 1988, 38, 3098.
3. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1988, 37, 785.
4. Perdew, J. P. In Electronic Structure of Solids '91; Ziesche, P., Eschig, H., Eds.; Akademie Verlag: Berlin, 1991; p 11.
5. Perdew, J. P.; Wang, Y. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1992, 45, 13244.
6. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 1372.
7. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
8. Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623.
9. Gill, P. M. W. Mol. Phys. 1996, 89, 433.
10. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1996, 104, 1040.
11. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865.
12. Perdew, J. P.; Ernzerhof, M.; Burke, K. J. Chem. Phys. 1996, 105, 9982.
13. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1997, 107, 8554.
14. Adamo, C.; Barone, V. Chem. Phys. Lett. 1997, 274, 242.
15. Adamo, C.; Barone, V. J. Chem. Phys. 1998, 108, 664.
16. Schmider, H. L.; Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1998, 108, 9624.
17. Rey, J.; Savin, A. Int. J. Quantum Chem. 1998, 69, 581.
18. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1998, 109, 2092.
19. Hamprecht, F. A.; Cohen, A. J.; Tozer, D. J.; Handy, N. C. J. Chem. Phys. 1998, 109, 6264.
20. Handy, N. C.; Tozer, D. J. Mol. Phys. 1998, 94, 707.
21. Krieger, J. B.; Chen, J.; Iafrate, G. J.; Savin, A. In Electron Correlations and Materials Properties; Gonis, A., Kioussis, N., Eds.; Plenum: New York, 1999; p 463.
22. Adamo, C.; Barone, V. J. Chem. Phys. 1999, 110, 6158.
23. Perdew, J. P.; Kurth, S.; Zupan, A.; Blaha, P. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 2544.
24. Adamo, C.; Ernzerhof, M.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 2000, 112, 2643.
25. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 2000, 112, 4020.
26. Rabuck, A. D.; Scuseria, G. E. Theor. Chem. Acc. 2000, 104, 439.
27. Lynch, B. J.; Fast, P. L.; Harris, M.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 4811.
28. Proynov, E.; Chermette, H.; Salahub, D. R. J. Chem. Phys. 2000, 113, 10013.
29. Handy, N. C.; Cohen, A. J. Mol. Phys. 2001, 99, 403.
30. Perdew, J. P.; Schmidt, K. In Density Functional Theory and Its Applications to Materials; Van-Doren, V., Alsenoy, C. V., Geerlings., P., Eds.; American Institute of Physics: New York, 2001.
31. Lynch, B. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 2936.
32. Wilson, P. J.; Bradley, T. J.; Tozer, D. J. J. Chem. Phys. 2001, 115, 9233.
33. Parthiban, S.; de Oliveira, G.; Martin, J. M. L. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 895.
34. Boese, A. D.; Handy, N. C. J. Chem. Phys. 2002, 116, 9559.
35. Baker, J.; Pulay, P. J. Chem. Phys. 2002, 117, 1441.
36. Toulouse, J.; Savin, A.; Adamo, C. J. Chem. Phys. 2002, 117, 10465.
37. Boese, A. D.; Martin, J. M. L.; Handy, N. C. J. Chem. Phys. 2003, 119, 3005.
38. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 2003, 119, 2972.
39. Boese, A. D.; Chandra, A.; Martin, J. M. L.; Marx, D. J. Chem. Phys. 2003, 119, 5965.
40. Guner, V.; Khuong, K. S.; Leach, A. G.; Lee, P. S.; Bartberger, M. D.; Houk, K. N. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 11445.
41. Tao, J.; Perdew, J. P.; Staroverov, V. N.; Scuseria, G. E. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 146401.
42. Staroverov, V. N.; Scuseria, G. E.; Tao, J.; Perdew, J. P. J. Chem. Phys. 2003, 119, 12129.
43. Li, Q. S.; Xu, X. D.; Zhang, S. Chem. Phys. Lett. 2004, 384, 20.
44. Staroverov, V. N.; Scuseria, G. E.; Tao, J.; Perdew, J. P. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2004, 69, 75102.
45. Perdew, J. P.; Tao, J.; Staroverov, V. N.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 2004, 120, 6898.
46. Zhao, Y.; Pu, J.; Lynch, B. J.; Truhlar, D. G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 673.
47. Xu, X.; Goddard, W. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 2673.
48. Coote, M. L. J. Phys. Chem. 2004, 108, 3865.
49. Zhao, Y.; Lynch, B. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 2715.
50. Boese, A. D.; Martin, J. M. L. J. Chem. Phys. 2004, 121, 3405.
51. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 6908.
52. Andersson, S.; Gruning, M. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 7621.
53. Johnson, E. R.; Wolkow, R. A.; DiLabio, G. A. Chem. Phys. Lett. 2004, 394, 334.
54. Zhao, Y.; Lynch, B. J.; Truhlar, D. G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 43.
55. Zhao, Y.; González-García, N.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 2012.
56. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 415.
57. Schultz, N.; Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 4388.
58. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 5656.
59. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 6624.
60. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 2701.
61. Perdew, J. P.; Ruzsinszky, A.; Tao, J.; Staroverov, V. N.; Scuseria, G. E.; Csonka, G. I. J. Chem. Phys. 2005, 123, 62201.
62. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 2005, 122, 64101.
63. Dickson, R. M.; Becke, A. D. J. Chem. Phys. 2005, 123, 111101.
64. Keal, T. W.; Tozer, D. J. J. Chem. Phys. 2005, 123, 121103.
65. ω".
66. Schultz, N.; Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2005, 1709, 11127.
67. Quintal, M. M.; Karton, A.; Iron, M. A.; Boese, A. D.; Martin, J. M. L. J. Phys. Chem. A [ASAP article] 2006, 110 (2), 709-716.
68. Lynch, B. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 8996.
69. Chakravorty, S. J.; Gwaltney, S. R.; Davidson, E. R.; Parpia, F. A.; Fischer, C. F. F. Phys. Rev. A: At., Mol., Opt. Phys. 1993, 47, 3649.
70. Lynch, B. J.; Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 1384.
71. Izgorodina, E. I.; Coote, M. L.; Radom, L. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 7558.
72. Lynch, B. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 3898.
73. Lynch, B. J.; Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 1643.
74. Scott, A. P.; Radom, L. J. Phys. Chem. 1996, 100, 16502.
75. Champagne, B.; Perpete, E. A.; Jacquemin, D.; Gisbergen, S. J. A. V.; Baerends, E.-J.; Soubra-Ghaoui, C.; Robins, K. A.; Kirtman, B. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 4755.
76. Bulat, F. A.; Toro-Labbé, A.; Champagne, B.; Kirtman, B.; Yang, W. J. Chem. Phys. 2005, 123, 14319.
77. Langhoff, S. R.; Bauschlicher, C. W. Annu. Rev. Phys. Chem. 1988, 39, 181.
78. Widmark, O.; Malmqvist, P. A.; Roos, B. Theor. Chim. Acta 1990, 77, 291.
79. Pou-Amerigo, R.; Merchan, M.; Nebot-Gil, I.; Widmark, P. O.; Roos, B. Theor. Chim. Acta 1995, 92, 149.
80. Pople, J. A.; Head-Gordon, M.; Raghavachari, K. J. Chem. Phys. 1987, 87, 5968.
81. Fast, P. L.; Sanchez, M. L.; Truhlar, D. G. Chem. Phys. Lett. 1999, 306, 407.
82. Curtiss, L. A.; Redfern, P. C.; Raghavachari, K.; Rassolov, V.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1999, 110, 4703.
83. Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Redfern, P. C.; Rassolov, V.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1998, 109, 7764.
84. Frisch, M. J.; Pople, J. A.; Binkley, J. S. J. Chem. Phys. 1984, 80, 3265.
85. Hehre, W. J.; Radom, L.; Schleyer, P. v. R.; Pople, J. A. Ab Initia Molecular Orbital Theory; Wiley: New York, 1986.
86. Fast, P. L.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 6111.
87. Sinnokrot, M. O.; Sherrill, C. D. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 10200.
88. Stevens, W.; Basch, H.; Krauss, J. J. Chem. Phys. 1984, 81, 6026.
89. Boys, S. F.; Bernardi, F. Mol. Phys. 1970, 19, 553.
90. Schwenke, D. W.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 1985, 82, 2418.
91. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; 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, 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 C.01; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.
92. Werner, H.-J.; Knowles, P. J.; Amos, R. D.; Bernhardsson, A.; Berning, A.; Celani, P.; Cooper, D. L.; Deegan, M. J. O.; Dobbyn, A. J.; Eckert, F.; Hampel, C.; Hetzer, G.; Korona, T.; Lindh, R.; Lloyd, A. W.; McNicholas, S. J.; Manby, F. R.; Meyer, W.; Mura, M. E.; Nicklass, A.; Palmieri, P.; Pitzer, R.; Rauhut, G.; Schütz, M.; Schumann, U.; Stoll, H.; Stone, A. J.; Tarroni, R.; Thorsteinsson, T. MOLPRO, 2002.6; University of Birmingham: Birmingham, AL, 2002.
93. Stoll, H.; Pavkidou, C. M. E.; Preuss, H. Theor. Chim. Acta 1978, 49, 143.
94. Gori-Giorgi, P.; Sacchetti, F.; Bachelet, G. G. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2000, 61, 7353.
95. Gori-Giorgi, P.; Perdew, J. P. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2004, 69, 041103.
96. von-Weizsäcker, C. F. Z. Phys. 1935, 96, 431.
97. Yang, G.; Reinstein, L. E.; Pai, S.; Xu, Z.; Carroll, D. L. Med. Phys. 1998, 25, 2308.
98. Levy, M.; Perdew, J. P. Phys. Rev. A: At., Mol., Opt. Phys. 1985, 32, 2010.
99. Lieb, E. H.; Oxford, S. Int. J. Quantum Chem. 1981, 19, 427.
100. Dybala-Defratyka, A.; Paneth, P.; Pu, J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 2475.
101. Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Redfern, P. C.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 2000, 112, 7374.
102. Henry, D. J.; Sullivan, M. B.; Radom, L. J. Phys. Chem. A 2003, 118, 4849.
103. Hautman, J.; Klein, M. L. NATO ASI Ser., Ser. E 1991, 205, 395.
104. Karlin, K. D. Science 1993, 261, 701.
105. Crabtree, R. H. The Organometallic Chemistry of the Transition Metals, 2nd ed.; Wiley: New York, 1994.
106. George, S. M. Chem. Rev. 1995, 95, 475.
107. Somorjai, G. A. Chem. Rev. 1995, 96, 1223.
108. Ratner, M. A.; Davis, B.; Kemp, M.; Mujica, V.; Roitberg, A.; Yalirakil, S. Ann. N. Y. Acad. Sci. 1998, 852, 22.
109. Transition State Modeling for Catalysis; Truhlar, D. G., Morokuma, K., Eds.; ACS Symposium Series 721; American Chemical Society: Washington, DC, 1999.
110. Davidson, E. R. Chem. Rev. 2000, 100, 351.
111. Siegbahn, P. E. M.; Blomberg, M. R. A. Chem. Rev. 2000, 100, 421.
112. Gladysz, J. A. Chem. Rev. 2000, 100, 1167.
113. Handbook on Metalloproteins; Bertini, I.; Sigel, A.; Sigel, H., Eds.; Dekker: New York, 2001.
114. Rappe, A. K.; Skiff, W. M.; Casewit, C. J. Chem. Rev. 2000, 100, 1435.
115. Coperat, C.; Chabonas, M.; Saint-Arromon, R. P.; Basset, J.-M. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 156.
116. Phillips, J. A.; Cramer, C. J. J. Chem. Theory Comput. 2005, 17, 827.
117. Reeve, S. W.; Burns, W. A.; Lovas, F. J.; Suenram, R. D.; Leopold, K. R. J. Phys. Chem. A 1993, 97, 10630.
118. Fiacco, D. L.; Mo, Y.; Hunt, S. W.; Ott, M. E.; Roberts, A.; Leopold, K. R. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 484.
119. Hartree, D. R.; Hartree, W.; Swirles, B. Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A 1939, 238, 229.
120. Anderson, W. B.; Burdett, J. K.; Czech, P. T. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 8808.
121. McKoy, V.; Sinanoglu, V. J. Chem. Phys. 1964, 41, 2689.
122. Laidig, W. D.; Schaefer, H. F. J. Chem. Phys. 1981, 74, 3411.
123. Lee, T. J.; Taylor, P. R. Int. J. Quantum Chem., Quantum Chem. Symp. 1989, 23, 199.
124. Das, G.; Wahl, A. C. J. Chem. Phys. 1967, 47, 2934.
125. Botch, B. H.; Dunning, T. H.; Harrison, J. F. J. Chem. Phys. 1981, 47, 2934.
126. Walch, S. P.; Bauschlicher, C. W. Chem. Phys. Lett. 1982, 86, 66.
127. Chong, D. P.; Langhoff, S. R. J. Chem. Phys. 1986, 84, 5606.
128. Carter, E. A.; Goddard, W. A. J. Chem. Phys. 1988, 88, 1752.
129. Murthy, R. B.; Messemer, R. P. J. Chem. Phys. 1992, 97, 4974.
130. Schmidt, M. W.; Gordon, M. S. Annu. Rev. Phys. Chem. 1998, 49, 233.
131. Staroverov, V. N.; Davidson, E. R. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 186.
132. Gräfenstein, J.; Cremer, D. Chem. Phys. Lett. 2000, 316, 569.
133. Pollet, R.; Savin, A.; Leininger, T.; Stoll, H. J. Chem. Phys. 2002, 116, 1250.
134. Dunning, T. H.; Harding, L. B. In Theory of Chemical Reaction Dynamics; Baer, M., Ed.; CRC press: Boca Raton, FL, 1985; p 1.
135. Brown, F. B.; Steckler, R.; Schwenke, D. W.; Truhlar, D. G.; Garrett, B. C. J. Chem. Phys. 1985, 82, 188.
136. Perdew, J. P.; Zunger, A. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1981, 23, 5048.
137. Kryachko, E. S.; Ludeña, E. V. Energy Density Functional Theory of Many-Electron Systems; Kluwer Academic: Dordrecht, The Netherlands, 1990; p 637.
138. Ciofini, I.; Adamo, C.; Chermette, H. J. Chem. Phys. 2005, 123, 121102.
139. Dreuw, A.; Head-Gordon, M. Chem. Rev. 2005, 105, 4009.
140. Slater, J. C. Phys. Rev. 1954, 528.
141. Tschinke, V.; Ziegler, T. A. J. Chem. Phys. 1990, 93, 8051.
142. Ziegler, T. Chem. Rev. 1991, 91, 651.
143. Gritsenko, O. V.; Schipper, P. R. T.; Baerends, E. J. J. Chem. Phys. 1997, 107, 5007.
144. Slater, J. C. Quantum Theory of Molecules and Solids. Vol. 4: The Self-Consistent Field for Molecules and Solids; McGraw-Hill: New York, 1974.