The vibrational spectra of protonated water clusters: A benchmark for self-consistent-charge density-functional tight binding

Journal of Chemical Physics

Volumn 127, Issue 23, 2007, Pages

  Yu, Haibo ^a   Cui, Qiang ^a  

^a UNIVERSITY OF WISCONSIN MADISON   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIOLOGICAL SYSTEMS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; MOLECULAR DYNAMICS; PROTONATION; PROTONS; VIBRATIONAL SPECTRA;

PROTONATED WATER CLUSTERS; TIGHT BINDING; WATER MOLECULES;

WATER;

PROTON; WATER;

ARTICLE; CHEMICAL MODEL; CHEMISTRY; COMPUTER SIMULATION; INFRARED SPECTROPHOTOMETRY; METHODOLOGY;

COMPUTER SIMULATION; MODELS, CHEMICAL; PROTONS; SPECTROPHOTOMETRY, INFRARED; WATER;

EID: 37549043500     PISSN: 00219606     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.2806992     Document Type: Article

References (57)

1. H. H. Mantsch and D. Chapman, Infrared Spectroscopy of Biomolecules (Wiley-Liss, New York, 1996).
2. C. Kotting and K. Gerwert, ChemPhysChem 6, 881 (2005).
3. M. T. Zanni and R. M. Hochstrasser, Curr. Opin. Struct. Biol. 11, 516 (2001).
4. J. D. Eaves, J. J. Loparo, C. J. Fecko, S. T. Roberts, A. Tokmakoff, and P. L. Geissler, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102, 13019 (2005).
5. C. Kolano, J. Helbing, M. Kozinski, W. Sander, and P. Hamm, Nature (London) 444, 469 (2006).
6. I. J. Finkelstein, J. R. Zheng, H. Ishikawa, S. Kim, K. Kwak, and M. D. Fayer, Phys. Chem. Chem. Phys. 9, 1533 (2007).
7. R. M. Hochstrasser, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104, 14190 (2007).
8. F. Garczarek, L. S. Brown, J. K. Lanyi, and K. Gerwert, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102, 3633 (2005).
9. F. Garczarek and K. Gerwert, Nature (London) 439, 109 (2006).
10. G. Mathias and D. Marx, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104, 6980 (2007).
11. J. C. Xu, M. A. Sharpe, L. Qin, S. Ferguson-Miller, and G. A. Voth, J. Am. Chem. Soc. 129, 2910 (2007).
12. M. Schmitz and P. Tavan, Modern Methods for Theoretical Physical Chemistry of Biopolymers (Elsevier, Amsterdam, 2006), Chap., pp. 159-176.
13. E. B. Wilson, J. C. Decius, and P. C. Cross, Molecular Vibrations (McGraw-Hill, New York, 1955).
14. C. Herrmann and M. Reiher, Top. Curr. Chem. 268, 85 (2007).
15. P. Derreumaux and G. Vergoten, J. Chem. Phys. 102, 8586 (1995).
16. Q. Cui and M. Karplus, J. Chem. Phys. 112, 1133 (2000).
17. D. A. McQuarrie, Statistical Mechanics (Harper & Row, New York, 1976).
18. R. G. Gordon, J. Chem. Phys. 43, 1307 (1965).
19. R. Kubo, J. Phys. Soc. Jpn. 12, 570 (1957).
20. R. Ramirez, T. Lopez-Ciudad, P. Kumar, and D. Marx, J. Chem. Phys. 121, 3973 (2004).
21. G. A. Voth, Adv. Chem. Phys. 93, 135 (1996).
22. N. Makri, Annu. Rev. Phys. Chem. 50, 167 (1999).
23. C. P. Lawrence, A. Nakayama, N. Makri, and J. L. Skinner, J. Chem. Phys. 120, 6621 (2004).
24. P. H. Berens, S. R. White, and K. R. Wilson, J. Chem. Phys. 75, 515 (1981).
25. J. S. Bader and B. J. Berne, J. Chem. Phys. 100, 8359 (1994).
26. M. Elstner, D. Porezag, G. Jungnickel, J. Elsner, M. Haugk, T. Frauenheim, S. Suhai, and G. Seifert, Phys. Rev. B 58, 7260 (1998).
27. D. Riccardi, P. Schaefer, Y. Yang, H. B. Yu, N. Ghosh, X. Prat-Resina, P. König, G. H. Li, D. G. Xu, H. Guo, et al., J. Phys. Chem. B 110, 6458 (2006).
28. H. A. Witek and K. Morokuma, J. Comput. Chem. 25, 1858 (2004).
29. N. Otte, M. Scholten, and W. Thiel, J. Phys. Chem. A 111, 5751 (2007).
30. J. C. Jiang, Y. S. Wang, H. C. Chang, S. H. Lin, Y. T. Lee, G. Niedner-Schatteburg, and H. C. Chang, J. Am. Chem. Soc. 122, 1398 (2000).
31. K. R. Asmis, N. L. Pivonka, G. Santambrogio, M. Brummer, C. Kaposta, D. M. Neumark, and L. Woste, Science 299, 1375 (2003).
32. T. D. Fridgen, T. B. McMahon, L. MacAleese, J. Lemaire, and P. Maitre, J. Phys. Chem. A 108, 9008 (2004).
33. J. M. Headrick, J. C. Bopp, and M. A. Johnson, J. Chem. Phys. 121, 11523 (2004).
34. M. Miyazaki, A. Fujii, T. Ebata, and N. Mikami, Science 304, 1134 (2004).
35. J. W. Shin, N. I. Hammer, E. G. Diken, M. A. Johnson, R. S. Walters, T. D. Jaeger, M. A. Duncan, R. A. Christie, and K. D. Jordan, Science 304, 1137 (2004).
36. J. M. Headrick, E. G. Diken, R. S. Walters, N. I. Hammer, R. A. Christie, J. Cui, E. M. Myshakin, M. A. Duncan, M. A. Johnson, and K. D. Jordan, Science 308, 1765 (2005).
37. N. I. Hammer, E. G. Diken, J. R. Roscioli, M. A. Johnson, E. M. Myshakin, K. D. Jordan, A. B. McCoy, X. Huang, J. M. Bowman, and S. Carter, J. Chem. Phys. 122, 244301 (2005).
38. H. A. Witek, S. Irle, and K. Morokuma, J. Chem. Phys. 121, 5163 (2004).
39. H. J. C. Berendsen, J. P. M. Postma, W. F. van Gunsteren, A. Di Nola, and J. R. Haak, J. Chem. Phys. 81, 3684 (1984).
40. S. S. Iyengar, M. K. Petersen, T. J. F. Day, C. J. Burnham, V. E. Teige, and G. A. Voth, J. Chem. Phys. 123, 084309 (2005).
41. N. J. Singh, M. Park, S. K. Min, S. B. Suh, and K. S. Kim, Angew. Chem., Int. Ed. 45, 3795 (2006).
42. S. S. Iyengar, J. Chem. Phys. 123, 216101 (2007).
43. See EPAPS Document No. E-JCPSA6-127-305745 for the investigation of technical issues that may influence the reliability of the SCC-DFTB results. This document can be reached through a direct link in the online article's HTML reference section or via the EPAPS homepage (http://www.aip.org/pubservs/epaps. html).
44. M. P. Allen and D. J. Tildesley, Computer Simulation of Liquids (Clarendon, Oxford, 1989).
45. N. Agmon, Chem. Phys. Lett. 244, 456 (1995).
46. T. S. Zwier, Science 304, 1119 (2004).
47. B. Kirchner, ChemPhysChem 8, 41 (2007).
48. B. R. Brooks, R. E. Bruccoleri, B. D. Olafson, D. J. States, S. Swaminathan, and M. Karplus, J. Comput. Chem. 4, 187 (1983).
49. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, J. A. Montgomery, Jr., T. Vreven, K. N. Kudin, J. C. Burant, et al., GAUSSIAN 03, Revision C.02, Guassian, Inc., Wallingford, CT, 2004.
50. M. F. Vernon, D. J. Krajnovich, H. S. Kwok, J. M. Lisy, Y. R. Shen, and Y. T. Lee, J. Chem. Phys. 77, 47 (1982).
51. R. H. Page, J. G. Frey, Y. R. Shen, and Y. T. Lee, Chem. Phys. Lett. 106, 373 (1984).
52. J. Paul, R. Provencal, C. Chapo, K. Roth, R. Casaes, and R. Saykally, J. Phys. Chem. A 103, 2972 (1999).
53. R. A. Wheeler, H. T. Dong, and S. E. Boesch, ChemPhysChem 4, 382 (2003).
54. J. Sauer and J. Döbler, ChemPhysChem 6, 1706 (2005).
55. O. Vendrell, F. Gatti, and H.-D. Meyer, Angew. Chem., Int. Ed. 46, 6918 (2007).
56. I. Shin, M. Park, S. K. Min, E. C. Lee, S. B. Suh, and K. S. Kim, J. Chem. Phys. 125, 234305 (2006).
57. J. T. Su, X. Xu, and W. A. Goddard, J. Phys. Chem. A 108, 10518 (2004).