Density functional theory in transition-metal chemistry: Relative energies of low-lying states of iron compounds and the effect of spatial symmetry breaking

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 4, Issue 2, 2008, Pages 307-315

  Sorkin, Anastassia ^a   Iron, Mark A ^a   Truhlar, Donald G ^a  

^a University of Minnesota

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 41149130349     PISSN: 15499618     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct700250a     Document Type: Article

References (143)

1. Kohn, W.; Sham, L. J. Phys. Rev. 1965, 140, A1133.
2. Kohn, W.; Becke, A. D.; Parr, R. G. J. Phys. Chem. 1996, 100, 12974.
3. Perdew, J. P.; Parr, R. G.; Levy, M.; Balduz, J. L., Jr. Phys. Rev. Lett. 1982, 49, 1691.
4. Chong, D. P.; Gritsenko, O. V.; Baerends, E. J. J. Chem. Phys. 2002, 116, 1760.
5. Gritsenko, O. V.; Braïda, B.; Baerends, E. J. J. Chem. Phys. 2003, 119, 1937.
6. Zhan, C.-G.; Nichols, J. A.; Dixon, D. A. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 4184.
7. Perdew, J. P.; Savin, A.; Burke, K. Phys. Rev. A 1995, 51, 4531.
8. Staroverov, V. N.; Davidson, E. R. Chem. Phys. Lett. 2001, 340, 142.
9. Herrmann, C.; Yu, L.; Reiher, M. J. Comput. Chem. 2006, 27, 1223.
10. Zeigler, T. In Computational Thermochemistry: Prediction and Estimation of Molecular Thermodynamics; Irikura, K. K., Frurip, D. J., Eds.; ACS Symposium Series 677; American Chemical Society: Washington, DC, 1998; pp 369-382.
11. Harvey, J. N. Struct. Bonding (Berlin) 2004, 112, 151.
12. Noodleman, L.; Han, W.-G. J. Biol. Inorg. Chem. 2006, 11, 674.
13. Niu, S.; Hall, M. B. Chem. Rev. 2000, 100, 353.
14. Reiher, M.; Salomon, O.; Hess, B. A. Theor. Chem. Acc. 2001, 107, 48.
15. Kulik, H. J.; Cococcioni, M.; Scherlis, D. A.; Marzari, N. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 103001.
16. Song, J.; Aprá, E.; Khait, Y. G.; Hofmann, M. R.; Kowalski, K. Chem. Phys. Lett. 2006, 428, 277.
17. Lewin, J. L.; Heppner, D. E.; Cramer, C. J. J. Biol. Inorg. Chem. In press (DOI: 10.1007/s00775-007-0290-2).
18. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 1372.
19. Anisimov, V. I.; Zaanen, J.; Andersen, O. K. Phys. Rev. B 1991, 44, 943.
20. Heisenberg, W. Z. Physik 1928, 49, 619;
21. Dirac, P. A. M. Proc. R. Soc. London, Ser. A 1929, 123, 714.
22. Van Vleck, J. H. Rev. Mod. Phys. 1945, 17, 27.
23. Slater, J. C. Rev. Mod. Phys. 1953, 25, 199.
24. Noodleman, L. J. Chem. Phys. 1981, 74, 5737.
25. Noodleman, L.; Baerends, E. J. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 2316.
26. Noodleman, L.; Davidson, E. R. Chem. Phys. 1986, 109, 131.
27. Noodleman, L.; Peng, C. Y.; Case, D. A.; Mouesca, J.-M. Coord. Chem. Rev. 1995, 144, 199.
28. Davidson, E. R.; Clark, A. E. J. Phys. Chem. 2002, 106, 7456.
29. Terakura, K.; Oguchi, T.; Williams, A. R.; Kübler, J. Phys. Rev. B 1984, 30, 4734.
30. Caballol, R.; Castell, O.; Illas, F.; de P. R. Moreira, I.; Malrieu, J. P. J. Phys. Chem, A 1997, 101, 7860.
31. Soda, T.; Kitagawa, Y.; Onishi, T.; Takano, Y.; Shigeta, Y.; Nagao, H.; Yoshioka, Y.; Yamaguchi, K. Chem. Phys. Lett. 2000, 319, 223.
32. Gräfenstein, J.; Hjerpe, A. M.; Kraka, E.; Cremer, D. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 1748.
33. Lovell, T.; Liu, T.; Case, D. A.; Noodleman, L. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8377.
34. Noh, E. A. A.; Zhang, J. Chem. Phys. 2006, 330, 82.
35. Ali, M. E.; Datta, S. N. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 2776.
36. Moreira, I. de P. R.; Illas, F. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 1645.
37. de P. R. Moreira, I.; Costa, R.; Filatov, M.; Illas, F. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 764.
38. Shoji, M.; Koizumi, K.; Taniguchi, T.; Kitagawa, Y.; Yamanaka, S.; Okumura, M.; Yamaguchi, K. Int. J. Quantum Chem. 2007, 107, 116.
39. Niu, S.; Ichiye, T. Theor. Chem. Acc. 2007, 117, 275.
40. Edgecombe, K. E.; Becke, A. D. Chem. Phys. Lett. 1995, 244, 427.
41. McGrady, J. E.; Lovell, T.; Stranger, R. Inorg Chem. 1997, 36, 3242.
42. Lovell, T.; Stranger, R.; McGrady, J. E. Inorg Chem. 2001, 40, 39.
43. Stranger, R.; Lovell, T.; McGrady, J. E. Polyhedron 2002, 21, 1969.
44. Schultz, N. E.; Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 4388.
45. Hermann, A.; Vest, B.; Schwerdtfeger, P. Phys. Rev. B 2006, 74, 224402.
46. Saito, K.; Nakao, Y.; Sato, H.; Sakaki, S. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 9710.
47. Rinaldo, D.; Philipp, D. M.; Lippard, S. J.; Friesner, R. A. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 3135.
48. Larson, P.; Lambrecht, W. R. L.; Chantis, A.; van Schilfgaarde, M. Phys. Rev. B 2007, 75, 045114.
49. Batista, E. R.; Martin, R. L. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 7224.
50. Orlova, G.; Goddard, J. D. Mol. Phys. 2000, 98, 961.
51. Orlova, G.; Goddard, J. D. Chem. Phys. Lett. 2002, 363, 486.
52. Cohen, R. D.; Sherrill, C. D. J. Chem. Phys. 2001, 114, 8257.
53. Dunietz, B. D.; Head-Gordon, M. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 9160.
54. Harju, A.; Räsänen, E.; Saarikoski, H.; Puska, M. J.; Nieminen, R. M.; Niemelä, K. Phys. Rev. B 2004, 69, 153101.
55. Fuchs, M.; Niquet, Y.-M.; Gonze, X.; Burke, K. J. Chem. Phys. 2005, 122, 094116.
56. Li, J.; Schreckenbach, G.; Ziegler, T. J. Phys. Chem. 1994, 98, 4838.
57. Barone, V. Chem. Phys. Lett. 1995, 233, 129.
58. Holthausen, M. C.; Mohr, M.; Koch, W. Chem. Phys. Lett. 1995, 240, 245.
59. Chermette, H. Coord. Chem. Rev. 1998, 178, 699.
60. Sosa, R. M.; Gardiol, P.; Beltrame, G. Int. J. Quantum Chem. 1998, 69, 371.
61. Barden, C. J.; Rienstra-Kiracofe, J. C.; Schaefer, H. F., III. J. Chem. Phys. 2000, 113, 690.
62. Hu, Z.; Boyd, R. J. J. Chem. Phys. 2000, 113, 9393.
63. Legge, F. S.; Nyberg, G. L.; Peel, J. B. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 7905.
64. Reiher, M. Inorg. Chem. 2002, 41, 6928.
65. Rulisek, L.; Havlas, Z. Int. J Quantum Chem. 2003, 91, 504.
66. Gutsev, G. L.; Andrews, L.; Bauschlicher, C. W., Jr. Chem. Phys. 2003, 290, 47.
67. Schultz, N. E.; Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 11127.
68. Holthausen, M. C. J. Comput. Chem. 2005, 26, 1505.
69. Zhao, Y.; Schultz, N. E.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 2005, 123, 161103.
70. Zhao, Y.; Schultz, N. E.; Truhlar, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 364.
71. Quintal, M. M.; Karton, A.; Iron, M. A.; Boese, D. A.; Martin, J. M. L. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 709.
72. Furche, F.; Perdew, J. P. J Chem. Phys. 2006, 124, 044103.
73. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 2006, 124, 224105.
74. Schultz, N. E.; Gherman, B. F.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 24030.
75. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 2006, 125, 194101.
76. Song, P.; Guan, W.; Yao, C.; Su, Z. M.; Wu, Z. J.; Feng, J. D.; Yan, L. K. Theor. Chem. Acc. 2007, 117, 407.
77. Schultz, N. E.; Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Comput. Chem. In press (DOI: 10.1002/jcc.20717).
78. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. Theor. Chem. Acc. In press (DOI: 10.1007/s00214-007-0310-x).
79. Bylaska, E. J.; de Jong, W. A.; Kowalski, K.; Straatsma, T. P.; Valiev, M.; Wang, D.; Aprà, E.; Windus, T. L.; Hirata, S.; Hackler, M. T.; Zhao, Y.; Fan, P.-D.; Harrison, R. J.; Dupuis, M.; Smith, D. M. A.; Nieplocha, J.; Tipparaju, V.; Krishnan, M.; Auer, A. A.; Nooijen, M.; Brown, E.; Cisneros, G.; Fann, G. I.; Früchtl, H.; Garza, J.; Hirao, K.; Kendall, R.; Nichols, J. A.; Tsemekhman, K.; Wolinski, K.; Anchell, J.; Bernholdt, D.; Borowski, P.; Clark, T.; Clerc, D.; Dachsel, M.; Deegan, K.; Dyall, D.; Elwood, E.; Glendening, M.; Gutowski, A.; Hess, J.; Jaffe, B.; Johnson, J.; Ju, R.; Kobayashi, R.; Kutteh, H.; Lin, Z.; Littlefield, R.; Long, X.; Meng, B.; Nakajima, T.; Niu, S.; Pollack, L.; Rosing, M.; Sandrone, G.; Stave, M.; Taylor, H.; Thomas, G.; van Lenthe, J.; Wong, A.; Zhang, Z. NWChem, A Computational Chemistry Package for Parallel Computers, version 5.0; a modified version, Pacific Northwest National Laboratory: Richland, WA 99352-0999, U.S.A., 2006.
80. Kendall, R. A.; Aprà, E.; Bernholdt, D. E.; Bylaska, E. J.; Dupuis, M.; Fann, G. I.; Harrison, R. J.; Ju, J.; Nichols, J. A.; Nieplocha, J.; Straatsma, T. P.; Windus, T. L.; Wong, A. T. Comput. Phys. Comm. 2000, 128, 260.
81. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. MN-NWCHEMFM, version 2.0; University of Minnesota: Minneapolis, MN, 2007.
82. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098.
83. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
84. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
85. Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623.
86. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865.
87. Adamo, C.; Barone, V. Chem. Phys. Lett. 1997, 274, 242.
88. Roothaan, C. C. J. Rev. Mod. Phys. 1951, 23, 69.
89. Pople, J. A.; Nesbet, R. K. J. Chem. Phys. 1954, 22, 571.
90. Perdew, J. In Density Fucntional Theory: A Bridge Between Chemsitry and Physics; Geerlings, P., De Profi, F., Langenaeker, W., Eds.; VUB University Press: Brussels, 1999; pp 87-109.
91. Wachters, A. J. H. Chem. Phys. 1970, 52, 1033.
92. Hay, P. J. J. Chem. Phys. 1977, 66, 4377.
93. Raghavachari, K.; Trucks, G. W. J. Chem. Phys. 1989, 91, 1062.
94. Gaussian 03 Online Manual, http://www.gaussian.com/g-ur/g03mantop. htm (accessed August 2, 2007).
95. Weigend, F.; Furche, F.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 2003, 119, 12753.
96. Krishnan, R.; Binkley, J. S.; Seeger, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1980, 72, 650.
97. Frisch, M. J.; Pople, J. A.; Binkley, J. S. J. Chem. Phys. 1984, 80, 3265.
98. Staroverov, V.; Davidson, E. R. Chem. Phys. Lett. 2001, 340, 142.
99. Balabanov, N. B.; Peterson, K. A. J. Chem. Phys. 2005, 123, 064107.
100. Filatov, M.; Shaik, S. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 3835.
101. Irigoras, A.; Fowler, J. E.; Ugalde, J. M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8549.
102. Hübner, O.; Sauer, J. Chem. Phys. Lett. 2002, 358, 442.
103. Bauschlicher, C. W., Jr.; Ricca, A. Mol. Phys. 2003, 101, 93.
104. Matxain, J. M.; Mercero, J. M.; Irigoras, A.; Ugalde, J. M. Mol. Phys. 2004, 102, 2635.
105. Rollmann, G.; Herper, H. C.; Entel, P. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 10799.
106. Moskovits, M.; DiLella, D. P. J. Chem. Phys. 1980, 73, 4917.
107. Leopold, D. G.; Lineberger, W. C. J. Chem. Phys. 1986, 85, 51.
108. Leopold, D. G.; Almlöf, J.; Lineberger, W. C.; Taylor, P. R. J. Chem, Phys. 1988, 88, 3780.
109. Aguirre, F.; Husband, J.; Thompson, C. J.; Stringer, K. L.; Metz, R. B. J. Chem. Phys. 2003, 119, 10194.
110. Liechtenstein, A. I.; Anisimov, V. I.; Zaanen, J. Phys. Rev. B 1995, 52, R5467.
111. Hubbard, J. Proc. Roy. Soc. A 1963, 276, 238.
112. Dudarev, S. L.; Botton, G. A.; Savrasov, S. Y.; Humphreys, C. J.; Sutton, A. P. Phys. Rev. B 1998, 57, 1505.
113. Pickett, W. E.; Erwin, S. C.; Ethridge, E. C. Phys. Rev. B 1998, 58, 1201.
114. Rohrbach, A.; Hafner, J.; Kresse, G. Phys. Rev. B 2004, 69, 75413.
115. Rollmann, G.; Rohrbach, A.; Entel, P.; Hafner, J. Phys. Rev. B 2004, 69, 165107.
116. Zhou, F.; Cococcioni, M.; Marianetti, C. A.; Margan, D.; Ceder, G. Phys. Rev. B 2004, 70, 235121.
117. Cococcioni, M.; de Gironcoli, S. Phys. Rev. B 2005, 71, 035105.
118. Franchini, C.; Bayer, V.; Podloucky, R.; Paier, J.; Kresse, G. Phys. Rev. B 2005, 72, 045132.
119. Knížek, K.; Novák, P.; Küpferling, M. Phys. Rev. B 2006, 73, 153103.
120. Wang, L.; Maxisch, T.; Ceder, G. Phys. Rev. B 2006, 73, 195107.
121. Tran, F.; Blaha, P.; Schwarz, K.; Novák, P. Phys. Rev. B 2006, 74, 155108.
122. Jeng, H.-T.; Guo, G. Y.; Huang, D. J. Phys. Rev. B 2006, 74, 195115.
123. Shavitt, I. In Advanced Theories and Computational Approaches to the Electronic Structure of Molecules; Dykstra, C. E., Ed.; Reidel: Dordrecht, 1984; p 185.
124. Pople, J. A.; Seeger, R.; Krishnan, R. J. Quantum Chem. Symp. 1977, 11, 149.
125. Almlöf, J. E.; Taylor, P. R. J. Chem. Phys. 1987, 86, 4070.
126. Pou-Amérigo, R.; Merchán, M.; Nebot-Gil, I.; Widmark, P.-O.; Roos, B. O. Theor. Chim. Acta 1995, 92, 149.
127. Knowles, P. J.; Werner, H.-.T. Chem. Phys. Lett. 1988, 145, 514.
128. Werner, H.-J.; Knowles, P. J. J. Chem. Phys. 1988, 89, 5803.
129. Langhoff, S. R.; Davidson, E. R. Int. J. Quantum Chem. 1974, 8, 61.
130. Bauschlicher, C. W., Jr. Theor. Chim. Acta 2001, 106, 314.
131. Paier, J.; Hischl, R.; Marsman, M.; Kresse, G. J. Chem. Phys. 2005, 122, 234102.
132. Slater, J. C. Phys. Rev. 1951, 81, 385.
133. McWeeny, R. Rev. Mod. Phys. 1960, 32, 335.
134. Cramer, C. J. Computational Chemistry, Theories and Models; John Wiley & Sons: 2004; pp 339-340.
135. Gdanitz, R. J.; Ahlrichs, R. Chem. Phys. Lett. 1988, 143, 413.
136. Andersson, K.; Malmqvist, P.-Å.; Roos, B. O.; Sadlej, A. J.; Wolinski, K. J. Phys. Chem. 1990, 94, 5483.
137. Andersson, K.; Malmqvist, P.-Å.; Roos, B. O. J. Chem. Phys. 1992, 96, 1218.
138. Clemmer, D. E.; Chen, Y.-M.; Khan, F. A.; Armentrout, P. B. J. Phys. Chem. 1994, 98, 6522.
139. Fiedler, A.; Schröder, D.; Shaik, S.; Schwarz, H. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 10734.
140. Danovich, D.; Shaik, S. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 1773.
141. Herzberg, G. Molecular Spectra and Molecular Structure; New York, NY, 1966; Vol. 3, p 576.
142. Schipper, P. R. T.; Gritsenko, O. V.; Baerends, E. J. Phys. Rev. A 1998, 57, 1729.
143. Wentzel, M. J.; Steinle-Neumann, G. Phys. Rev. B 2007, 75, 214430.