Computational electrochemistry: The aqueous Ru3+|Ru2+ reduction potential

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 111, Issue 15, 2007, Pages 5783-5799

  Jaque, Pablo ^a   Marenich, Aleksandr V ^a   Cramer, Christopher J ^a   Truhlar, Donald G ^a  

^a University of Minnesota   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BASIS SET QUALITY; ELECTROSTATIC POLARIZATION; METAL CATIONS; REDUCTION POTENTIAL;

DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTROCHEMISTRY; IONIZATION POTENTIAL; METAL IONS; REDUCTION; SOLVATION; SOLVENTS;

RUTHENIUM;

EID: 34247615474     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp066765w     Document Type: Article

References (124)

1. Wardman, P. J. Phys. Chem. Ref. Data 1989, 18, 1637.
2. Kelly, C. P.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 16066.
3. Lewis, A.; Bumpus, J. A.; Truhlar, D. G.; Cramer, C. J. J. Chem. Ed. 2004, 81, 596 and erratum in press.
4. Winget, P.; Weber, E. J.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2000, 2, 1231.
5. Patterson, E. V.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Am Chem. Soc. 2001, 123, 2025.
6. Winget, P.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. Theor. Chem. Acc. 2004, 112, 217.
7. Reynolds, C. A.; King, P. M.; Richards, W. G. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1988, 1434.
8. Reynolds, C. A.; King, P. M.; Richards, W. G. Nature 1988, 334, 80.
9. Lister, S. G.; Reynolds, C. A.; Richards, W. G. Int. J. Quantum Chem. 1992, 41, 293.
10. Wolfe, J. J.; Wright, J. D.; Reynolds, C. A.; Saunders, A. C. G. Anti-Cancer Drug Des. 1994, 9, 85.
11. Reynolds, C. A. Int. J. Quantum Chem. 1995, 56, 677.
12. Boesch, S. E.; Grafton, A. K.; Wheeler, R. A. J. Phys. Chem. 1996, 100, 10083.
13. Raymond, K. S.; Grafton, A. K.; Wheeler, R. A. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 623.
14. Kettle, L. J.; Bates, S. P.; Mount, A. R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2000, 2, 195.
15. Kaszynski, P. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 7626.
16. Fahre, B.; Hapiot, P.; Simonet, J. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 5422.
17. Fontanesi, C.; Benassi, R.; Giovanardi, R.; Marcaccio, M.; Paolucci, F.; Roffia, S. J. Mol. Struct. 2002, 612, 111.
18. Baik, M.-H.; Friesner, R. A. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 7407.
19. Baik, M.-H.; Schauer, C. K.; Ziegler, T. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11167.
20. Namazian, M.; Norouzi, P.; Ranjbar, R. J. Mol. Struct.: THEOCHEM 2003, 625, 235.
21. Namazian, M. J. Mol. Struct.: THEOCHEM 2003, 664-665, 273.
22. Benassi, R.; Ferrarini, P.; Fontanesi, C.; Benedetti, L.; Paolucci, F. J. Electroanal. Chem. 2004, 564, 231.
23. Namazian, M.; Almodarresieh, H. A. J. Mol. Struct.: THEOCHEM 2004, 686, 97.
24. Fu, Y.; Liu, L.; Yu, H.-Z.; Wang, Y.-M.; Guo, Q.-X. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7227.
25. Dutton, A. S.; Fukuto, J. M.; Houk, K. N. Inorg. Chem. 2005, 44, 4024.
26. Camurri, G.; Ferrarini, P.; Giovanardi, R.; Benassi, R.; Fontanesi, C. J. Electroanal. Chem. 2005, 585, 181.
27. Shamsipur, M.; Alizadeh, K.; Arshadi, S. J. Mol. Struct.: THEOCHEM 2006, 758, 71.
28. Wass, J. R. T. J.; Ahlberg, E.; Panas, I.; Schiffrin, D. J. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 2005.
29. Bottoni, A.; Cosimelli, B.; Scavetta, E.; Spinelli, D.; Spisani, R.; Stenta, M.; Tonelli, D. Mol. Phys. 2006, 104, 2961.
30. Li, J.; Fisher, C. L.; Chen, J. L.; Bashford, D.; Noodleman, L. Inorg. Chem. 1996, 35, 4694.
31. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098.
32. Perdew, J. P. Phys. Rev. B 1986, 33, 8822.
33. Uudsemaa, M.; Tamm, T. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 9997.
34. Bratsch, S. G. J. Phys. Chem. Ref. Data 1989, 18, 1.
35. Uudsemaa, M.; Tamm, T. Chem. Phys. Lett. 2001, 342, 667.
36. Uudsemaa, M.; Tamm, T. Chem. Phys. Lett. 2004, 400, 54.
37. Pavlov, M.; Siegbahn, P. E. M.; Sandström, M. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 219.
38. Pye, C. C.; Rudolph, W. W. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 9933.
39. Markham, G. D.; Glusker, J. P.; Bock, C. W. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 5118.
40. Bock, C. W.; Markham, G. D.; Katz, A. K.; Glusker, J. P. Inorg. Chem. 2003, 42, 1538.
41. Holland, J. P.; Green, J. C.; Dilworth, J. R. Dalton Trans. 2006, 783.
42. Tavernelli, I.; Vuilleumier, R.; Sprik, M. Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 213002-1.
43. Car, R.; Parrinello, M. Phys. Rev. Lett. 1985, 55, 2471.
44. Blumberger, J.; Bernasconi, L.; Tavernelli, I.; Vuilleumier, R.; Sprik, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3928.
45. Blumberger, J.; Sprik, M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 6529.
46. Blumberger, J.; Sprik, M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 6793.
47. Blumberger, J.; Sprik, M. Theor. Chem. Acc. 2006, 115, 113.
48. Tateyama, Y.; Blumberger, J.; Sprik, M.; Tavernelli, I. J. Chem. Phys. 2005, 122, 234505-1.
49. Mercer, E. E.; Buckley, R. R. Inorg. Chem. 1965, 4, 1692.
50. Buckley, R. R; Mercer, E. E. J. Phys. Chem. 1966, 70, 3103.
51. Milazzo, G.; Caroli, S.; Sharma, V. K. Tables of Standard Electrode Potentials; Wiley: Chichester, U.K., 1978.
52. Bard, A. J.; Parsons, R.; Jordan, J. Standard Potentials in Aqueous Solutions; Marcel Dekker: New York, 1985.
53. Vanýsek, P. In CRC Handbook of Chemistry and Physics, 87th ed.; Lide, D. R., Ed.; CRC Taylor and Francis: Boca Raton, FL, 2006; pp 8-24 and 8-26.
54. Kelly, C. P.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 1133.
55. Zhu, T.; Li, J.; Hawkins, G. D.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 1998, 109, 9117;
56. 2000, 113, 3930 (E).
57. Giesen, D. J.; Storer, J. W.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 1057.
58. Chambers, C. C.; Hawkins, G. D.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. 1996, 100, 16385.
59. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, Jr., 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, revision C.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
60. Hay, P. J.; Wadt, W. R. J. Chem. Phys. 1985, 82, 270.
61. Stevens, W. J.; Basch, H.; Krauss, M. J. Chem. Phys. 1984, 81, 6026.
62. Stevens, W. J.; Krauss, M.; Basch, H.; Jasien, P. G. Can. J. Chem. 1992, 70, 612.
63. Schultz, N. E.; Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 4388; see also http://comp.chem.umn.edu/basissets/ basis.cgi.
64. Andrae, D.; Häußermann, U.; Dolg, M.; Stoll, H.; Preuß, H. Theor. Chim. Acta 1990, 77, 123.
65. Hariharan, P. C.; Pople, J. A. Theor. Chim. Acta 1973, 28, 213.
66. Lynch, B. J.; Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 1384.
67. Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Redfern, P. C.; Rassolov, V.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1998, 109, 7764.
68. Fast, P. L.; Sánchez, M. L.; Truhlar, D. G. Chem. Phys. Lett. 1999, 306, 407.
69. Schultz, N. E.; Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 11127.
70. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Reu. B 1988, 37, 785.
71. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865.
72. Perdew, J. P. In Electronic Structure of Solids; Ziesche, P., Eschrig, H., Eds.; Akademie Verlag: Berlin, Germany, 1991; p 11.
73. Gill, P. M. W. Mol. Phys. 1996, 89, 433.
74. Hamprecht, F. A.; Cohen, A. J.; Tozer, D. J.; Handy, N. C. J. Chem. Phys. 1998, 109, 6264.
75. Adamo, C.; Barone, V. J. Chem. Phys. 1998, 108, 664.
76. Handy, N. C.; Cohen, A. J. Mol. Phys. 2001, 99, 403.
77. Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623.
78. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
79. Wilson, P. J.; Bradley, T. J.; Tozer, D. J. J. Chem. Phys. 2001, 115, 9233.
80. Schmider, H. L.; Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1998, 108, 9624.
81. Hoe, W.-M.; Cohen, A. J.; Handy, N. C. Chem. Phys. Lett. 2001, 341, 319.
82. Adamo, C.; Cossi, M.; Barone, V. J. Mol. Struct.: THEOCHEM 1999, 493, 145.
83. Ernzerhof, M.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 1999, 110, 5029.
84. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1996, 104, 1040.
85. Krieger, J. B.; Chen, J.; Iafrate, G. J.; Savin, A. In Electron Correlations and Materials Properties; Gonis, A., Kioussis, N., Ciftan, M., Eds.; Plenum: New York, 1999; p 463.
86. Zhao, Y.; González-García, N.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 2012.
87. Tao, J.; Perdew, J. P.; Staroverov, V. N.; Scuseria, G. E. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 146401-1.
88. Voorhis, T. V.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 1998, 109, 400.
89. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 415.
90. Staroverov, V. N.; Scuseria, G. E.; Tao, J.; Perdew, J. P. J. Chem. Phys. 2003, 119, 12129.
91. Staroverov, V. N.; Scuseria, G. E.; Tao, J.; Perdew, J. P. J. Chem. Phys. 2004, 121, 11507 (E).
92. Bartmess, J. E. J. Phys. Chem. 1994, 98, 6420.
93. Basolo, F.; Pearson, R. G. Mechanisms of Inorganic Reactions; a Study of Metal Complexes in Solution; Wiley: New York, 1967.
94. Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. In Solvent Effects and Chemical Reactivity; Tapia, O., Bertran, J., Eds.; Kluwer: Dordrecht, The Netherlands, 1996; p 1.
95. Löwdin, P.-O. J. Chem. Phys. 1950, 18, 365.
96. Chamberlin, A. C.; Kelly, C. P.; Thompson, J. D.; Xidos, J. D.; Li, J.; Hawkins, G. D.; Winget, P.; Zhu, T.; Rinaldi, D.; Liotard, D. A.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G.; Frisch, M. J. MN-GSM, version 6.0; University of Minnesota: Minneapolis, MN, 2006.
97. Møller, C.; Plesset, M. S. Phys. Rev. 1934, 46, 618.
98. Head-Gordon, M.; Pople, J. A.; Frisch, M. J. Chem. Phys. Lett. 1988, 153, 503.
99. Purvis, G. D., III.; Bartlett, R. J. J. Chem. Phys. 1982, 76, 1910.
100. Raghavachari, K.; Trucks, G. W.; Pople, J. A.; Head-Gordon, M. Chem. Phys. Lett. 1989, 157, 479.
101. Noga, J.; Bartlett, R. J. J. Chem. Phys. 1987, 86, 7041.
102. Stanton, J. F.; Gauss, J.; Watts, J. D.; Lauderdale, W. J.; Bartlett, R. J. Int. J. Quantum Chem.: Quantum Chem. Symp. 1992, 26, 879.
103. Schmidt, M. W.; Baldridge, K. K.; Boatz, J. A.; Elbert, S. T.; Gordon, M. S.; Jensen, J. H.; Koseki, S.; Matsunaga, N.; Nguyen, K. A.; Su, S.; Windus, T. L.; Dupuis, M.; Montgomery, J. A., Jr. J. Comput. Chem. 1993, 14, 1347.
104. Fedorov, D. G.; Koseki, S.; Schmidt, M. W.; Gordon, M. S. Int. Rev. Phys. Chem. 2003, 22, 551.
105. Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements, 2nd ed.; Butterworth-Heinemann: Boston, MA, 1997.
106. Richens, D. T. The Chemistry of Aqua Ions; John Wiley & Sons: New York, 1997.
107. Åkesson, R.; Pettersson, L. G. M.; Sandström, M.; Wahlgren, U. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 8691.
108. Rosso, K. M.; Rustad, J. R.; Gibbs, G. V. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 8133.
109. Ohtaki, H.; Radnai, T. Chem. Rev. 1993, 93, 1157.
110. Jahn, H. A.; Teller, E. Proc. R. Soc. London, Ser. A 1937, 161, 220.
111. Brunschwig, B. S.; Creutz, C.; Macartney, D. H.; Sham, T.-K.; Sutin, N. Faraday Discuss. Chem. Soc. 1982, 74, 113.
112. Marcos, E. S.; Pappalardo, R. R.; Rinaldi, D. J. Phys. Chem. 1991, 95, 8928.
113. Troullier, N.; Martins, J. L. Phys. Rev. B 1991, 43, 1993.
114. Bock, C. W.; Markham, G. D.; Katz, A. K.; Glusker, J. P. Theor. Chem. Acc. 2006, 115, 100.
115. Moore, C. E. Atomic Energy Levels as Derived from the Analyses of Optical Spectra; NSRDS-NBS 35: Washington, DC, 1971; Vol. III.
116. Godbout, N.; Salahub, D. R.; Andzelm, J.; Wimmer, E. Can. J. Chem. 1992, 70, 560.
117. Miertuš, S.; Scrocco, E.; Tomasi, J. Chem. Phys. 1981, 55, 117.
118. Tomasi, J.; Mennucci, B.; Cancès, E. J. Mol. Struct.: THEOCHEM 1999, 464, 211.
119. Barone, V.; Cossi, M.; Tomasi, J. J. Chem. Phys. 1997, 107, 3210.
120. Bondi, A. J. Phys. Chem. 1964, 68, 441.
121. Morrison, J. D. Rev. Pure Appl. Chem. 1955, 5, 22.
122. Stebler-Röthlisberger, M.; Hummel, W.; Pittet, P.-A.; Bürgi, H.-B.; Ludi, A.; Merbach, A. E. Inorg. Chem. 1988, 27, 1358.
123. Khanova, L. A.; Topolev, V. V.; Krishtalik, L. I. Chem. Phys. 2006, 326, 33.
124. Tsushima, S.; Wahlgren, U.; Grenthe, I. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 9175.