Theory and computation of nuclear magnetic resonance parameters

Physical Chemistry Chemical Physics

Volumn 9, Issue 40, 2007, Pages 5399-5418

  Vaara, Juha ^a  

^a UNIVERSITY OF HELSINKI   (Finland)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

METHODOLOGY; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; QUANTUM THEORY; REVIEW; THEORETICAL MODEL;

MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; MODELS, THEORETICAL; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE, BIOMOLECULAR; QUANTUM THEORY;

EID: 35248882387     PISSN: 14639076     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/b706135h     Document Type: Review

References (188)

1. A. Abragam, The Principles of Nuclear Magnetism, Oxford University Press, Oxford, 1961
2. C. P. Slichter, Principles of Magnetic Resonance, Springer-Verlag, Berlin, 1990, 2nd edn
3. NMR is usually expressed in frequency units. SI-based atomic units are employed throughout the article
4. P. L. Corio J. Magn. Reson. 1998 134 131
5. T. Helgaker M. Jaszuński K. Ruud Chem. Rev. 1999 99 293
6. Calculation of NMR and EPR Parameters: Theory and Applications, ed., M. Kaupp,,, V. G. Malkin, and, M. Bühl,, Wiley-VCH, Weinheim, 2004
7. R. E. Moss, Advanced Molecular Quantum Mechanics, Chapman and Hall, London, 1973
8. J. E. Harriman, Theoretical Foundations of Electron Spin Resonance, Academic, New York, 1978
9. R. McWeeny, Methods of Molecular Quantum Mechanics, Academic, London, 1992, 2nd edn
10. 0
11. J. Vaara, P. Manninen and P. Lantto, in Calculation of NMR and EPR Parameters: Theory and Applications, ed., M. Kaupp,,, V. G. Malkin, and, M. Bühl,, Wiley-VCH, Weinheim, 2004, p. 209
12. DALTON, a Molecular Electronic Structure Program, Release 2.0 (2005), see http://www.kjemi.uio.no/software/dalton/dalton.html
13. P. Manninen P. Lantto J. Vaara K. Ruud J. Chem. Phys. 2003 119 2623
14. P. Manninen K. Ruud P. Lantto J. Vaara J. Chem. Phys. 2005 122 114107
15. P. Manninen K. Ruud P. Lantto J. Vaara J. Chem. Phys. 2006 124 149901E
16. J. Olsen P. Jørgensen J. Chem. Phys. 1985 82 3235
17. J. Olsen and P. Jørgensen, in Modern Electronic Structure Theory, ed., D. R. Yarkony,, World Scientific, New York, 1995, p. 857
18. N. F. Ramsey Phys. Rev. 1950 78 699
19. J. Čižek J. Paldus J. Chem. Phys. 1967 47 3976
20. R. H. Contreras J. C. Facelli Annu. Rep. NMR Spectrosc. 1993 27 255
21. R. Bauernschmitt R. Ahlrichs J. Chem. Phys. 1996 104 9047
22. V. G. Malkin O. L. Malkina D. R. Salahub Chem. Phys. Lett. 1994 221 91
23. O. L. Malkina D. R. Salahub V. G. Malkin J. Chem. Phys. 1996 105 8793
24. A. D. Becke Phys. Rev. A 1988 38 3098
25. C. Lee W. Yang R. Parr Phys. Rev. B 1988 37 785
26. A. D. Becke J. Chem. Phys. 1993 98 5648
27. P. J. Stephens F. J. Devlin C. F. Chabalowski M. J. Frisch J. Phys. Chem. 1994 98 11623
28. P. Lantto J. Vaara T. Helgaker J. Chem. Phys. 2003 117 5998
29. J. Kaski J. Vaara J. Jokisaari J. Am. Chem. Soc. 1996 118 8879
30. J. Kaski P. Lantto J. Vaara J. Jokisaari J. Am. Chem. Soc. 1998 120 3993
31. J. Vaara J. Kaski J. Jokisaari J. Phys. Chem. A 1999 103 5675
32. R. D. Wigglesworth W. T. Raynes S. Kirpekar J. Oddershede S. P. A. Sauer J. Chem. Phys. 2000 112 3735
33. R. D. Wigglesworth W. T. Raynes S. Kirpekar J. Oddershede S. P. A. Sauer J. Chem. Phys. 2001 114 9192E
34. P. Lantto J. Kaski J. Vaara J. Jokisaari Chem.-Eur. J. 2000 6 1395
35. T. Helgaker O. B. Lutnæs M. Jaszuński J. Chem. Theory Comput. 2007 3 86
36. V. Polo E. Kraka D. Cremer Mol. Phys. 2002 100 1771
37. R. Baer D. Neuhauser Phys. Rev. Lett. 2005 94 043002
38. S. Patchkovskii J. Autschbach T. Ziegler J. Chem. Phys. 2001 115 26
39. S. Ivanov S. Hirata R. J. Bartlett Phys. Rev. Lett. 1999 83 5455
40. A. Görling Phys. Rev. Lett. 1999 83 5459
41. J. Gauss H.-J. Werner Phys. Chem. Chem. Phys. 2000 2 2083
42. S. Goedecker Rev. Mod. Phys. 1999 71 1085
43. G. E. Scuseria P. Y. Ayala J. Chem. Phys. 1999 111 8330
44. G. Vignale M. Rasolt Phys. Rev. Lett. 1987 59 2360
45. A. M. Lee N. C. Handy S. M. Colwell J. Chem. Phys. 1995 103 10095
46. P. Manninen J. Vaara J. Comput. Chem. 2006 27 434
47. R. Ditchfield J. Chem. Phys. 1972 56 5688
48. K. Wolinski J. F. Hinton P. Pulay J. Am. Chem. Soc. 1990 112 8251
49. T. Helgaker P. Jørgensen J. Chem. Phys. 1991 95 2595
50. W. Kutzelnigg, U. Fleischer and M. Schindler, in NMR Basic Principles and Progress, ed., P. Diehl,,, P. Flück,,, H. Günther,,, R. Kosfeld, and, J. Seelig,, Springer-Verlag, Berlin, 1990, p. 165
51. S. Huzinaga, Approximate Atomic Functions, University of Alberta, Edmonton, 1971
52. K. Fægri, Jr J. Almlöf J. Comput. Chem. 1986 7 396
53. D. P. Chong Can. J. Chem. 1995 73 79
54. T. H. Dunning, Jr J. Chem. Phys. 1989 90 1007
55. R. A. Kendall T. H. Dunning, Jr R. J. Harrison J. Chem. Phys. 1992 96 6796
56. D. Woon T. H. Dunning, Jr J. Chem. Phys. 1995 103 4572
57. A. Wilson T. van Mourik T. H. Dunning, Jr J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 1997 388 339
58. C. Ochsenfeld J. Kussmann F. Koziol Angew. Chem., Int. Ed. 2004 43 4485
59. J. Gauss J. Chem. Phys. 2002 116 4773
60. A. Auer J. Gauss J. Chem. Phys. 2001 115 1619
61. G. Malli C. Froese Int. J. Quantum Chem. 1967 1 95
62. D. Kolb W. R. Johnson P. Shorer Phys. Rev. A 1982 26 19
63. J. Vaara P. Pyykkö J. Chem. Phys. 2003 118 2973
64. P. Lantto R. H. Romero S. S. Gómez G. A. Aucar J. Vaara J. Chem. Phys. 2006 125 184113
65. Dirac, a relativistic ab initio electronic structure program, Release DIRAC04.0 (2004), written by H. J. Aa. Jensen, T. Saue and L. Visscher with contributions from V. Bakken, E. Eliav, T. Enevoldsen, T. Fleig, O. Fossgaard, T. Helgaker, J. Laerdahl, C. V. Larsen, P. Norman, J. Olsen, M. Pernpointner, J. K. Pedersen, K. Ruud, P. Salek, J. N. P. van Stralen, J. Thyssen, O. Visser and T. Winther, (http://dirac.chem.sdu.dk)
66. G. A. Aucar J. Oddershede Int. J. Quantum Chem. 1993 47 425
67. L. Visscher T. Enevoldsen T. Saue H. J. Aa. Jensen J. Oddershede J. Comput. Chem. 1999 20 1262
68. L. Visscher T. Enevoldsen T. Saue J. Oddershede J. Chem. Phys. 1998 109 9677
69. G. A. Aucar T. Saue L. Visscher H. J. Aa. Jensen J. Chem. Phys. 1999 110 6208
70. M. Pecul T. Saue K. Ruud A. Rizzo J. Chem. Phys. 2004 121 3051
71. P. Lantto J. Vaara J. Chem. Phys. 2006 125 174315
72. L. Belpassi F. Tarantelli A. Sgamellotti H. M. Quiney J. N. P. van Stralen L. Visscher J. Chem. Phys. 2007 126 064314
73. Y. Xiao D. Peng W. Liu J. Chem. Phys. 2007 126 081101
74. R. Bast, T. Saue, 2007, private communication
75. J. I. Melo M. C. Ruiz de Azua C. G. Giribet G. A. Aucar R. H. Romero J. Chem. Phys. 2003 118 471
76. M. C. Ruiz de Azua J. I. Melo C. G. Giribet Mol. Phys. 2003 101 3103
77. J. I. Melo M. C. Ruiz de Azua C. G. Giribet G. A. Aucar P. F. Provasi J. Chem. Phys. 2004 121 6798
78. N. Nakagawa, S. Shinada and S. Obinata, The Sixth NMR Symposium, Kyoto, 1967
79. Y. Nomura Y. Takeuchi N. Nakagawa Tetrahedron Lett. 1969 10 639
80. P. Pyykkö A. Görling N. Rösch Mol. Phys. 1987 61 195
81. H. Nakatsuji H. Takashima M. Hada Chem. Phys. Lett. 1995 233 95
82. V. G. Malkin O. L. Malkina D. R. Salahub Chem. Phys. Lett. 1996 261 335
83. M. Kaupp O. L. Malkina V. G. Malkin P. Pyykkö Chem.-Eur. J. 1998 4 118
84. J. Vaara K. Ruud O. Vahtras H. Ågren J. Jokisaari J. Chem. Phys. 1998 109 1212
85. P. Lantto and J. Vaara, J. Chem. Phys., 2007, in press
86. M. Straka, P. Lantto, M. Räsänen and J. Vaara, in preparation
87. M. Hanni, P. Lantto, M. Iliaš, H. J. Aa. Jensen and J. Vaara, submitted
88. M. Straka, P. Lantto and J. Vaara, in preparation
89. U. Edlund T. Lejon P. Pyykkö T. K. Venkatachalam E. Buncel J. Am. Chem. Soc. 1987 109 5982
90. W. G. Schneider H. J. Bernstein J. A. Pople J. Chem. Phys. 1958 28 601
91. B. Minaev J. Vaara K. Ruud O. Vahtras H. Ågren Chem. Phys. Lett. 1998 295 455
92. S. K. Wolff T. Ziegler E. van Lenthe E. J. Baerends J. Chem. Phys. 1999 110 7689
93. J. Autschbach T. Ziegler J. Chem. Phys. 2000 113 936
94. J. Autschbach T. Ziegler J. Chem. Phys. 2000 113 9410
95. H. Fukui T. Baba J. Chem. Phys. 2002 117 7836
96. C. C. Ballard M. Hada H. Kaneko H. Nakatsuji Chem. Phys. Lett. 1996 254 170
97. H. Fukui T. Baba J. Chem. Phys. 1998 108 3854
98. T. Baba H. Fukui J. Chem. Phys. 1999 110 131
99. R. Fukuda M. Hada H. Nakatsuji J. Chem. Phys. 2003 118 1015
100. R. Fukuda M. Hada H. Nakatsuji J. Chem. Phys. 2003 118 1027
101. ADF2006.01, SCM, Theoretical Chemistry, Vrije Universiteit, Amsterdam, The Netherlands, 2006, http://www.scm.com
102. K. Kudo H. Maeda T. Kawakubo Y. Ootani M. Funaki H. Fukui J. Chem. Phys. 2006 124 224106
103. M. Iliaš T. Saue J. Chem. Phys. 2007 126 064102
104. R. H. Romero G. A. Aucar Phys. Rev. A 2002 65 053411
105. R. H. Romero G. A. Aucar Int. J. Mol. Sci. 2002 3 914
106. A. L. Barra J. B. Robert L. Wiesenfeld Phys. Lett. A 1986 115 443
107. A. L. Barra J. B. Robert L. Wiesenfeld Europhys. Lett. 1988 5 217
108. V. Weijo P. Manninen J. Vaara J. Chem. Phys. 2005 123 054501
109. V. Weijo R. Bast P. Manninen T. Saue J. Vaara J. Chem. Phys. 2007 126 074107
110. C. J. Jameson, in Theoretical Models of Chemical Bonding. Part 3. Molecular Spectroscopy, Electronic Structure and Intramolecular Interactions, ed., Z. B. Maksic,, Springer-Verlag, Berlin, 1990
111. M. Toyama T. Oka Y. Morino J. Mol. Spectrosc. 1964 13 193
112. J. Lounila R. Wasser P. Diehl Mol. Phys. 1987 62 19
113. A. R. Hoy I. M. Mills G. Strey Mol. Phys. 1972 24 1265
114. A. A. Auer J. Gauss J. F. Stanton J. Chem. Phys. 2003 118 10407
115. J. Vaara J. Lounila K. Ruud T. Helgaker J. Chem. Phys. 1998 109 8388
116. R. E. Wasylishen S. Mooibroek J. B. Macdonald J. Chem. Phys. 1984 81 1057
117. R. E. Wasylishen D. L. Bryce J. Chem. Phys. 2002 117 10061
118. C. Eckart Phys. Rev. 1935 47 552
119. P. W. Fowler W. T. Raynes Mol. Phys. 1981 43 65
120. K. Ruud P.-O. Åstrand P. R. Taylor J. Chem. Phys. 2000 112 2668
121. K. Ruud, J. Lounila and J. Vaara, unpublished
122. P.-O. Åstrand K. Ruud P. R. Taylor J. Chem. Phys. 2000 112 2655
123. A. M. Kantola S. Ahola J. Vaara J. Saunavaara J. Jokisaari Phys. Chem. Chem. Phys. 2007 9 481
124. P. Lantto J. Vaara A. Kantola V.-V. Telkki B. Schimmelpfennig K. Ruud J. Jokisaari J. Am. Chem. Soc. 2002 124 2762
125. J. Lounila J. Vaara Y. Hiltunen A. Pulkkinen J. Jokisaari M. Ala-Korpela K. Ruud J. Chem. Phys. 1997 107 1350
126. P.-O. Åstrand K. V. Mikkelsen P. Jørgensen K. Ruud T. Helgaker J. Chem. Phys. 1998 108 2528
127. R. Cammi J. Chem. Phys. 1998 109 3185
128. D. B. Searles and H. Huber, in Encyclopedia of Nuclear Magnetic Resonance Volume 9: Advances in NMR, ed. D. M. Grant and R. K. Harris, John Wiley & Sons, Chichester, 2002
129. R. Car M. Parrinello Phys. Rev. Lett. 1985 55 2471
130. F. Mauri B. G. Pfrommer S. G. Louie Phys. Rev. Lett. 1996 77 5300
131. D. Sebastiani M. Parrinello J. Phys. Chem. A 2001 105 1951
132. T. S. Pennanen J. Vaara P. Lantto A. Sillanpää K. Laasonen J. Jokisaari J. Am. Chem. Soc. 2004 126 11093
133. T. S. Pennanen P. Lantto A. J. Sillanpää J. Vaara J. Phys. Chem. A 2007 111 182
134. M. Hanni P. Lantto N. Runeberg J. Jokisaari J. Vaara J. Chem. Phys. 2004 121 5908
135. A. D. Buckingham J. A. Pople Discuss. Faraday Soc. 1956 22 17
136. C. J. Jameson A. K. Jameson S. M. Cohen J. Chem. Phys. 1975 62 4224
137. C. J. Jameson A. K. Jameson S. M. Cohen J. Chem. Phys. 1973 59 4540
138. R. A. Aziz M. J. Slaman Mol. Phys. 1986 57 825
139. H. Kleinert, Path Integrals in Quantum Mechanics, Statistics, Polymer Physics, and Financial Markets, World Scientific, Singapore, 3rd edn, 2004
140. N. F. Ramsey Phys. Rev. A 1970 1 1320
141. P. Manninen J. Vaara Phys. Rev. A 2004 69 022503
142. J. Vaara P. Manninen J. Lounila Chem. Phys. Lett. 2003 372 750
143. M. R. Bendall D. M. Doddrell J. Magn. Reson. 1979 33 659
144. P. Manninen J. Vaara P. Pyykkö Phys. Rev. A 2004 70 043401
145. T. Meersmann M. Haake Phys. Rev. Lett. 1998 81 1211
146. J. Vaara P. Pyykkö Phys. Rev. Lett. 2001 86 3268
147. B. M. Goodson J. Magn. Reson. 2002 155 157
148. A. D. Buckingham L. C. Parlett Science 1994 264 1748
149. A. D. Buckingham L. C. Parlett Mol. Phys. 1997 91 805
150. M. Jaszuński A. Rizzo Mol. Phys. 1999 96 855
151. R. H. Romero J. Vaara Chem. Phys. Lett. 2004 400 226
152. I. Bertini, C. Luchinat and G. Parigi, Solution NMR of Paramagnetic Molecules, Elsevier, Amsterdam, 2001
153. S. Moon and S. Patchkovskii, in Calculation of NMR and EPR Parameters: Theory and Applications, ed., M. Kaupp,,, V. G. Malkin, and, M. Bühl,, Wiley-VCH, Weinheim, 2004
154. Z. Rinkevicius J. Vaara L. Telyatnyk O. Vahtras J. Chem. Phys. 2003 118 2550
155. T. O. Pennanen J. Vaara J. Chem. Phys. 2005 123 174102
156. H. Heise F. H. Köhler F. Mota J. J. Novoa J. Veciana J. Am. Chem. Soc. 1999 121 9659
157. J. P. Perdew K. Burke M. Ernzerhof Phys. Rev. Lett. 1996 77 3865
158. J. P. Perdew K. Burke M. Ernzerhof Phys. Rev. Lett. 1997 78 1386E
159. Teemu O. Pennanen, private communication, 2007
160. F. H. Köhler W. Prössdorf J. Am. Chem. Soc. 1978 100 5970
161. H. Heise F. H. Köhler X. Xie J. Magn. Reson. 2001 150 198
162. F. H. Köhler J. Organomet. Chem. 1976 110 235
163. H. Eicher F. H. Köhler Chem. Phys. 1988 128 297
164. P. Hrobárik R. Reviakine A. V. Arbuznikov O. L. Malkina V. G. Malkin F. H. Köhler M. Kaupp J. Chem. Phys. 2007 126 024107
165. J. Jokisaari Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 1994 26 1
166. D. Raftery and B. F. Chmelka, in NMR Basic Principles and Progress Vol. 30, ed., P. Diehl,,, E. Fluck,,, H. Günther,,, R. Kosfeld, and, J. Seelig,, Springer, Heidelberg, 1994
167. C. I. Ratcliffe Annu. Rep. NMR Spectrosc. 1998 36 123
168. C. J. Jameson A. C. de Dios J. Chem. Phys. 1992 97 417
169. C. J. Jameson A. K. Jameson B. I. Baello H. Lim J. Chem. Phys. 1994 100 5965
170. C. J. Jameson A. K. Jameson B. I. Baello H. Lim J. Chem. Phys. 1994 100 5977
171. C. J. Jameson D. N. Sears S. Murad J. Chem. Phys. 2004 121 9581
172. J.-H. Kantola J. Vaara T. T. Rantala J. Jokisaari J. Chem. Phys. 1997 107 6470
173. J. A. Ripmeester C. I. Ratcliffe J. Phys. Chem. 1995 99 619
174. J. Jokisaari, in NMR of Ordered Liquids, ed., E. E. Burnell, and, C. A. de Lange,, Kluwer, Dordrecht, 2003
175. B. J. Berne P. Pechukas J. Chem. Phys. 1971 56 4231
176. J. G. Gay B. J. Berne J. Chem. Phys. 1981 74 3316
177. M. A. Bates G. R. Luckhurst J. Chem. Phys. 1999 110 7087
178. E. J. de Miguel E. M. del Rio F. J. Blas J. Chem. Phys. 2004 121 11183
179. H. Fukunaga J. Takimoto M. Doi J. Chem. Phys. 2004 120 7792
180. D. J. Cleaver C. M. Care M. P. Allen M. P. Neal Phys. Rev. E 1996 54 559
181. J. Lintuvuori M. Straka J. Vaara Phys. Rev. E 2007 75 031707
182. J. Lounila O. Muenster J. Jokisaari P. Diehl J. Chem. Phys. 1992 97 8977
183. M. Ylihautala J. Lounila J. Jokisaari J. Chem. Phys. 1999 110 6381
184. L. Khriachtchev M. Pettersson N. Runeberg J. Lundell M. Räsänen Nature 2000 406 874
185. L. Khriachtchev H. Tanskanen J. Lundell M. Pettersson H. Kiljunen M. Räsänen J. Am. Chem. Soc. 2003 125 4696
186. J. M. Michaud M. C. L. Gerry J. Am. Chem. Soc. 2006 128 7613
187. T. Charpentier S. Ispas M. Profeta F. Mauri C. J. Pickard J. Phys. Chem. B 2004 108 4147
188. V. Barone M. Brustolon P. Cimino A. Polimeno M. Zerbetto A. Zoleo J. Am. Chem. Soc. 2006 128 15865