Ab initio molecular dynamics simulation of a medium-sized water cluster anion: From an interior to a surface-located excess electron via a delocalized state

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 112, Issue 27, 2008, Pages 6125-6133

  Frigato, Tomaso ^a   Vondele, Joost Vande ^b   Schmidt, Burkhard ^a   Schütte, Christof ^a   Jungwirth, Pavel ^c  

^a FREIE UNIVERSITÄT BERLIN   (Germany)

^b UNIVERSITY OF ZURICH   (Switzerland)

^c INSTITUTE OF ORGANIC CHEMISTRY AND BIOCHEMISTRY   (Czech Republic)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ATOMS; BINDING ENERGY; BINDING SITES; CHLORINE COMPOUNDS; DYNAMICS; MOLECULAR DYNAMICS; NANOFLUIDICS; NUCLEAR ENERGY; NUCLEAR PHYSICS; POTENTIAL ENERGY; QUANTUM CHEMISTRY;

AB INITIO MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION; AB-INITIO; BOND PATTERNS; BORN-OPPENHEIMER MOLECULAR DYNAMICS; CLUSTER SURFACES; COMPUTATIONAL STUDIES; ELECTRON BINDING ENERGIES; ELECTRON LOCALIZATIONS; EXCHANGE-CORRELATION FUNCTIONAL; EXPERIMENTAL STUDIES; GAUSSIAN; INTERCONVERSION; IR SPECTRUM; NORM-CONSERVING PSEUDOPOTENTIALS; PLANE WAVES; STRUCTURE AND DYNAMICS; SURFACE LOCATION; WATER CLUSTERS;

ELECTRONS;

WATER;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; COMPUTER SIMULATION; ELECTRON; HYDROGEN BOND; INFRARED SPECTROSCOPY;

COMPUTER SIMULATION; ELECTRONS; HYDROGEN BONDING; MODELS, MOLECULAR; SPECTROSCOPY, FOURIER TRANSFORM INFRARED; WATER;

EID: 49149103928     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp711545s     Document Type: Article

References (66)

1. Excess Electrons in Dielectric Media; Ferradini, C., Jay-Gerin, J.-P., Eds.; CRC Press: Boca Raton, FL, 1991.
2. Lu, Q. B.; Sanche, L. Phys. Rev. Lett. 2001, 87, 078501.
3. Lu, Q. B.; Sanche, L. Phys. Rev. B 2001, 63, 153403.
4. Hart, E. J.; Boag, J. W. J. Am. Chem. Soc. 1962, 84, 4090.
5. Tsurusawa, T.; Iwata, S. Chem. Phys. Lett. 1998, 257, 553.
6. Tachikawa, H. J. Chem. Phys. 2006, 125, 144307.
7. Clary, D. C.; Benoit, D. M. J. Chem. Phys. 1999, 111, 10559.
8. Smith, D. M. A.; Smets, J.; Elkadi, Y.; Adamowicz, L. J. Chem. Phys. 1998, 109, 1238.
9. Herbert, J. M.; Head-Gordon, M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 13932.
10. Riscioli, J. R.; Hammer, N. I.; Johnson, M. A. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 7517.
11. Sommerfeld, T.; Jordan, K. D. J. Phys. Chem. A 2006, 109, 11531.
12. Wang, F.; Jordan, K. D. J. Chem. Phys. 2002, 116, 6973.
13. Sommerfeld, T.; Gardner, S. D.; DeFusco, A.; Jordan, K. D. J. Chem. Phys. 2007, 125, 174301.
14. Coe, J. V.; Lee, G. H.; Eaton, J. G.; Arnold, S. T.; Sarkas, H. W.; Bowen, K. H.; Ludewigt, C.; Haberland, H.; Worsnop, D. R. J. Chem. Phys. 1990, 92, 3980.
15. Verlet, J. R. R.; Bragg, A. E.; Kammrath, A.; Cheshnovsky, O.; Neumark, D. M. Science 2005, 307, 93.
16. Coe, J. V.; Arnold, S. T.; Eaton, J. G.; Lee, G. H.; Bowen, K. H. J. Chem. Phys. 2006, 125, 014315.
17. Turi, L.; Sheu, W. S.; Rossky, P. J. Science 2005, 309, 914.
18. Turi, L.; Madarasz, A.; Rossky, P. J. J. Chem. Phys. 2006, 125, 014308.
19. Khan, A. J. Chem. Phys. 2006, 125, 024307.
20. Asmis, K. R.; Santambrogio, G.; Zhou, J.; Garand, E.; Headrick, J.; Goebbert, D.; Johnson, M. A.; Neumark, D. M. J. Chem. Phys. 2007, 126, 191105.
21. Barnett, R. N.; Landman, U.; Cleveland, G L.; Jortner, J. J. Chem. Phys. 1988, 88, 4429.
22. Makov, G.; Nitzan, A. J. Phys. Chem. 1994, 98, 3459.
23. Tauber, M. J.; Mathies, R. A. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 1394.
24. Rossky, P. J.; Schnitker, J. J. Phys. Chem. 1988, 92, 4277.
25. Schnitker, J.; Motakabbir, K.; Rossky, P. J.; Friesner, R. Phys. Rev. Lett. 1988, 60, 456.
26. Skorobogatiy, M.; Park, I. J.; Joannopolous, J. D. Comput. Mater. Sei. 2005, 32, 96.
27. Boutin, A.; Spezia, R.; Coudert, F.; Mostafavi, M. Chem. Phys. Lett. 2005, 409, 219.
28. Turi, L.; Borgis, D. J. Chem. Phys. 2002, 117, 6186.
29. Boero, M.; Parrinello, M.; Terakura, K.; Dceshoji, T.; Liew, C. C. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 226403.
30. Boero, M. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 12248.
31. Shkrob, I. A.; Glover, W. J.; Larsen, R. E.; Schwartz, B. J. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 5232.
32. Balette, F.; Cavazzoni, C.; Scandolo, S. Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 176801.
33. Shkrob, I. A. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 5223.
34. Herbert, J. M.; Johnson, M. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 14282.
35. CP2K Developers Group home page, http://cp2k.berlios.de, 2004.
36. VandeVondele, J.; Krack, J.; Mohammed, F.; Parrinello, M.; Chassaing, T.; Hütter, J. Comput. Phys. Commun. 2005, 167, 103.
37. Kuo, I. W.; Mundy, C. J.; McGrath, M. J.; Siepmann, J. I.; VandeVondele, J.; Hutter, J.; Sprik, M.; Hutter, J.; Chen, B.; Klein, M.; Mohammed, F.; Krack, M.; Parrinello, M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 12990.
38. Goedecker, S.; Teter, M.; Hutter, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 1703.
39. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865.
40. VandeVondele, J.; Mohammed, F.; Krack, M.; Hütter, J.; Sprik, M.; Parrinello, M. J. Chem. Phys. 2005, 122, 014515.
41. McGrath, M. J.; Siepmann, J. I.; Kuo, I. F. W.; Mundy, C. J. Mol. Phys. 2006, 104, 3619.
42. VandeVondele, J.; Hutter, J. J. Chem. Phys. 2007, 127, 114105.
43. Martyna, G.; Tuckermann, M. J. Chem. Phys. 1999, 100, 2810.
44. Schwegler, E.; Grossman, J. C.; Gygi, F.; Galli, G. J. Chem. Phys. 2004, 121, 5400.
45. Gräfenstein, J.; Kraka, E.; Cremer, D. Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 1096.
46. VandeVondele, J.; Sprik, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 1363.
47. Becke, A. D. J. Phys. Chem. 1993, 98, 5648.
48. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
49. Hehre, W. J.; Ditchfield, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1972, 56, 2257.
50. Weigend, F.; Haeser, M. Theor. Chem. Acc. 1997, 97, 331.
51. Weigend, F.; Haeser, M.; Patzelt, H.; Ahlrichs, R. Chem. Phys. Lett. 1998, 294, 143.
52. Kendall, R. A.; Dunning, T. H.; Harrison, R. J. J. Chem. Phys. 1992, 96, 6796.
53. Herbert, J. M.; Head-Gordon, M. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 5217.
54. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; 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.; Klene, 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.; and Pople, J. A. Gaussian 03, revision C.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
55. Ahlrichs, R.; Bär, M.; Häser, M.; Horn, H.; Kölmel, C. Chem. Phys. Lett. 1989, 162, 165.
56. (a) Straatsma, T. P.; Aprà, E.; Windus, T. L.; Bylaska, E. J.; de Jong, W.; Hirata, S.; Valiev, M.; Hackler, M.; Pollack, L.; Harrison, R.; Dupuis, M.; Smith, D. M. A.; Nieplocha, J.; Tipparaju V.; Krishnan, M.; Auer, A. A.; Brown, E.; Cisneros, C.; Fann, G.; Frtichtl, H.; Garza, J.; Hirao, K.; Kendall, R.; Nichols, J.; Tsemekhman, K.; Wolinski, K.; Anchell, J.; Bernholdt, D.; Borowski, P.; Clark, T.; Clerc, D.; Dachsel, H.; Deegan, M.; Dyall, K.; Elwood, D.; Glendening, E.; Gutowski, M.; Hess, A.; Jaffe, J.; Johnson, B.; Ju, J.; Kobayashi, R.; Kutteh, R.; Lin, Z.; Littlefield, R.; Long, X.; Meng, B.; Nakajima, T.; Niu, S.; 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 4.6; Pacific Northwest National Laboratory: Richland, WA, 2004.
57. (b) 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. Commun. 2000, 728, 260.
58. Humphrey, W.; Dalke, A.; Schulten, K. J. Mol. Graphics 1996, 14, 33.
59. Laaksonen, L. J. Mol. Graphics 1992, 10, 33.
60. Bergman, D. L.; Laaksonen, L.; Laaksonen A, J. Mol. Graphics Modell. 1997, 15, 301.
61. Cornell, W. D.; Cieplak, P.; Bayly, C. I.; Gould, I. R.; Merz, K. M.; Ferguson, D. M.; Spellmeyer, D. C.; Fox, T.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 2309.
62. Tuttle, T. R.; Golden, S. J. J. Phys. Chem. 1991, 95, 5725.
63. Jou, F.-Y.; Freeman, G. R. J. Phys. Chem. 1979, 83, 2383.
64. Jungwirth, P.; Tobias, D. J. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 6361.
65. Harris, F. J. Proc. IEEE 1978, 66, 51.
66. Chipman, D. M. J. Phys. Chem. 1978, 82, 1080.