Water simulation model with explicit three-molecule interactions

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 112, Issue 28, 2008, Pages 8311-8318

  Kumar, R ^a   Skinner, J L ^a  

^a UNIVERSITY OF WISCONSIN MADISON   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COMPUTATIONAL METHODS; COMPUTER SIMULATION; DYNAMICS; ELECTRONIC STRUCTURE; FLOW INTERACTIONS; IONIZATION OF LIQUIDS; LIQUID PHASE EPITAXY; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULES; OFFSHORE OIL WELL PRODUCTION; OLIGOMERS; PERTURBATION TECHNIQUES; PHASE DIAGRAMS; QUANTUM CHEMISTRY; SOLUTIONS;

AQUEOUS SOLUTIONS; BIOLOGICAL WATER; CLASSICAL MOLECULAR DYNAMICS; CLASSICAL SIMULATIONS; ELECTRONIC-STRUCTURE CALCULATIONS; INTERACTION MODELING; LIQUID WATER; MOLECULE INTERACTIONS; ROOM TEMPERATURES; STATIC AND DYNAMIC; STRUCTURE AND DYNAMICS; WATER SIMULATIONS;

PHASE INTERFACES;

EID: 50249094328     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp8009468     Document Type: Article

References (142)

1. Guillot, B. J. Mol. Liq. 2002, 101, 219.
2. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; van Gunsteren, W. F.; Hermans, J. In Intermolecular Forces; Pullman, B.,. Ed.; Reidel: Dordrecht, 1981.
3. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926.
4. Berendsen, H. J. C.; Grigera, J. R.; Straatsma, T. P. J. Phys. Chem. 1987, 91, 6269.
5. Reimers, J. R.; Watts, R. O.; Klein, M. L. Chem. Phys. 1982, 64, 95.
6. Horn, H. W.; Swope, W. C.; Pitera, J. W.; Madura, J. D.; Dick, T. J.; Hura, G. L.; Head-Gordon, T. J. Chem. Phys. 2004, 120, 9665.
7. Mahoney, M. W.; Jorgensen, W. L. J. Chem. Phys. 2000, 112, 8910.
8. Rick, S. W. J. Chem. Phys. 2004, 120, 6085.
9. Abascal, J. L. F.; Vega, C. J. Chem. Phys. 2005, 123, 234505.
10. Abascal, J. L. F.; Sanz, E.; Fernandez, R. G.; Vega, C. J. Chem. Phys. 2005, 122, 234511.
11. Amira, S.; Spångberg, D.; Hermansson, K. Chem. Phys. 2004, 303, 327.
12. Wu, Y.; Tepper, H. L.; Vorn, G. A. J. Chem. Phys. 2006, 124, 024503.
13. Lawrence, C. P.; Skinner, J. L. Chem. Phys. Lett. 2003, 372, 842.
14. Schmidt, J. R.; Roberts, S. T.; Loparo, J. J.; Tokmakoff, A.; Fayer, M. D.; Skinner, J. L. Chem. Phys. 2007, 341, 143.
15. Vega, C.; Abascal, J. L. F.; Sanz, E.; MacDowell, L. G.; McBride, C. J. Phys.: Condens. Matter 2005, 17, 3283.
16. Vega, C.; Sanz, E.; Abascal, J. L. F. J. Chem. Phys. 2005, 122, 114507.
17. Vega, C.; Abascal, J. L. F.; Nezbeda, I. J. Chem. Phys. 2006, 125, 034503.
18. Baranyai, A.; Bartok, A.; Chialvo, A. A. J. Chem. Phys. 2006, 124, 074507.
19. Shen, Y. R.; Ostroverkhov, V. Chem. Rev. 2006, 106, 1140.
20. Brown, M. G.; Raymond, E. A.; Allen, H. C.; Scatena, L. F.; Richmond, G. L. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 10220.
21. Raymond, E. A.; Tarbuck, T. L.; Brown, M. G.; Richmond, G. L. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 546.
22. Shultz, M. J.; Baldelli, S.; Schnitzer, C.; Simonelli, D. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 5313.
23. Liu, D.; Ma, G.; Levering, L. M.; Allen, H. C. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 2252.
24. Buch, V. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 17771.
25. Benjamin, I. Phys. Rev. Lett. 1994, 73, 2083.
26. Morita, A.; Hynes, J. T. Chem. Phys. 2000, 258, 371.
27. Morita, A.; Hynes, J. T. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 673.
28. Perry, A.; Neipert, C.; Space, B.; Moore, P. B. Chem. Rev. 2006, 106, 1234.
29. Brown, E.; Mucha, M.; Jungwirth, P.; Tobias, D. J. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 7934.
30. Walker, D. S.; Hore, D. K.; Richmond, G. L. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 20451.
31. Park, S.; Fayer, M. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 16731.
32. Smith, J. D.; Saykally, R. J.; Geissler, P. L. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 13847.
33. Faeder, J.; Ladanyi, B. M. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 1033.
34. Harpham, M. R.; Ladanyi, B. M.; Levinger, N. E.; Herwig, K. W. J. Chem. Phys. 2004, 121, 7855.
35. Harpham, M. R.; Ladanyi, B. M.; Levinger, N. E. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 16891.
36. Piletic, I. R.; Moilanen, D. E.; Spry, D. B.; Levinger, N. E.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 4985.
37. Spry, D. B.; Goun, A.; Glusac, K.; Moilanen, D. E.; Fayer, M. D. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8122.
38. Kuharski, R. A.; Rossky, P. J. J. Chem. Phys. 1985, 82, 5164.
39. Poulsen, J. A.; Nyman, G.; Rossky, P. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 6709.
40. Poulsen, J. A.; Nyman, G.; Rossky, P. J. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 1482.
41. Stern, H. A.; Berne, B. J. J. Chem. Phys. 2001, 115, 7622.
42. Fanourgakis, G. S.; Schenter, G. K.; Xantheas, S. S. J. Chem. Phys. 2006, 125, 141102.
43. Paesani, F.; Zhang, W.; Cheatum, T. E.; Voth, G. A. J. Chem. Phys. 2006, 125, 184507.
44. Paesani, F.; Iuchi, S.; Voth, G. A. J. Chem. Phys. 2007, 127, 074506.
45. Tsai, C. J.; Jordan, K. D. J. Phys. Chem. 1993, 97, 5208.
46. Pedulla, J. M.; Vila, F.; Jordan, K. D. J. Chem. Phys. 1996, 105, 11091.
47. Hodges, M. P.; Stone, A. J.; Xantheas, S. S. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 9163.
48. Ojamäe, L.; Hermansson, K. J. Phys. Chem. 1994, 98, 4271.
49. Xantheas, S. S. Chem. Phys. 2000, 258, 225.
50. Caldwell, J.; Dang, L. X.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 9144.
51. Dang, L. X. J. Chem. Phys. 1992, 97, 2659.
52. Dang, L. X.; Chang, T.-M. J. Chem. Phys. 1997, 106, 8149.
53. Rick, S. W.; Stuart, S. J.; Berne, B. J. J. Chem. Phys. 1994, 101, 6141.
54. Lamoureux, G.; MacKerell, A. D.; Roux, B. J. Chem. Phys. 2003, 119, 5185.
55. Chen, B.; Xing, J.; Siepmann, J. I. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 2391.
56. Baranyai, A.; Bartok, A. J. Chem. Phys. 2007, 126, 184508.
57. Stern, H. A.; Rittner, F.; Berne, B. J.; Friesner, R. A. J. Chem. Phys. 2001, 115, 2237.
58. Ren, P.; Ponder, J. W. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 5933.
59. Paricaud, P.; Predota, M.; Chialvo, A. A.; Cummings, P. T. J. Chem. Phys. 2005, 122, 244511.
60. Iuchi, S.; Izvekov, S.; Voth, G. A. J. Chem. Phys. 2007, 126, 124505.
61. Bursulaya, B. D.; Kim, H. J. J. Chem. Phys. 1998, 108, 3277.
62. Bursulaya, B. D.; Jeon, J.; Zichi, D. J.; Kim, H. J. J. Chem. Phys. 1998, 108, 3286.
63. Lefohn, A. E.; Ovchinnikov, M.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 6628.
64. Jeon, J.; Lefohn, A. E.; Voth, G. A. J. Chem. Phys. 2003, 118, 7504.
65. Kuwajima, S.; Warshel, A. J. Phys. Chem. 1990, 94, 460.
66. Warshel, A.; Levitt, M. J. Mol. Biol. 1976, 103, 227.
67. Piquemal, J.-P.; Chelli, R.; Procacci, P.; Gresh, N. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 8170.
68. Car, R.; Parrinello, M. Phys. Rev. Lett. 1985, 5, 2471.
69. Sprik, M.; Hutter, J.; Parrinello, M. J. Chem. Phys. 1996, 105, 1142.
70. Izvekov, S.; Voth, G. A. J. Chem. Phys. 2002, 116, 10372.
71. Chen, B.; Ivanov, I.; Klein, M. L.; Parrinello, M. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 215503.
72. Grossman, J. C.; Schwegler, E.; Draeger, E. W.; Gygi, F.; Galli, G. J. Chem. Phys. 2004, 120, 300.
73. Kuo, I.-F. W.; Mundy, C. J.; McGrath, M. J.; Siepmann, J. I. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 1274.
74. Lee, H.-S.; Tuckerman, M. E. J. Chem. Phys. 2006, 125, 154507.
75. Lee, H.-S.; Tuckerman, M. E. J. Chem. Phys. 2007, 126, 164501.
76. Silvestrelli, P. L.; Parrinello, M. J. Chem. Phys. 1999, 111, 3572.
77. Schwegler, E.; Grossman, J. C.; Gygi, F.; Galli, G. J. Chem. Phys. 2004, 121, 5400.
78. Mantz, Y. A.; Chen, B.; Martyna, G. J. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 3540.
79. Kuo, I.-F. W.; Mundy, C. J. Science 2004, 303, 658.
80. Todorova, T.; Seitsonen, A. P.; Hutter, J.; Kuo, I.-F. W.; Mundy, C. J. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 3685.
81. Schwegler, E.; Galli, G.; Gygi, F. Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 2429.
82. VandeVondele, J.; Mohamed, F.; Krack, M.; Hutter, J.; Sprik, M.; Parrinello, M. J. Chem. Phys. 2005, 122, 014515.
83. Matsuoka, O.; Clementi, E.; Yoshimine, M. J. Chem. Phys. 1976, 64, 1351.
84. Lie, G. C.; Clementi, E.; Yoshimine, M. J. Chem. Phys. 1976, 64, 2314.
85. Wojcik, M.; Clementi, E. J. Chem. Phys. 1986, 84, 5970.
86. Niesar, U.; Corongiu, G.; Clementi, E.; Kneller, G. R.; Bhattacharya, D. K. J. Phys. Chem. 1990, 94, 7949.
87. Burnham, C. J.; Li, J. C.; Xantheas, S. S. J. Chem. Phys. 1999, 110, 4566.
88. Burnham, C. J.; Xantheas, S. S. J. Chem. Phys. 2002, 116, 5115.
89. Burnham, C. J.; Xantheas, S. S. J. Chem. Phys. 2002, 116, 1479.
90. Millot, C.; Stone, A. J. Mol. Phys. 1992, 77, 439.
91. Saykally, R. J.; Blake, G. A. Science 1993, 259, 1570.
92. Fellers, R. S.; Leforestier, C.; Braly, L. B.; Brown, M. G.; Saykally, R. J. Science 1999, 284, 945.
93. Goldman, N.; Leforestier, C.; Saykally, R. J. Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A 2004, 363, 493.
94. Mas, E. M.; Szalewicz, K.; Bukowski, R.; Jeziorski, B. J. Chem. Phys. 1997, 107, 4207.
95. Mas, E. M.; Bukowski, R.; Szalewicz, K.; Groenenboom, G. C.; Wormer, P. E. S.; van der Avoird, A. J. Chem. Phys. 2000, 113, 6687.
96. Mas, E. M.; Bukowski, R.; Szalewicz, K. J. Chem. Phys. 2003, 118, 4404.
97. Mas, E. M.; Bukowski, R.; Szalewicz, K. J. Chem. Phys. 2003, 118, 4386.
98. Bukowski, R.; Szalewicz, K.; Groenenboom, G.; van der Avoird, A. J. Chem. Phys. 2006, 125, 044301.
99. Bukowski, R.; Szalewicz, K.; Groenenboom, G. C.; van der Avoird, A. Science 2007, 315, 1249.
100. Yoon, B. J.; Morokuma, K.; Davidson, E. R. J. Chem. Phys. 1985, 83, 1223.
101. Patkowski, K.; Szalewicz, K.; Jeziorski, B. J. Chem. Phys. 2006, 125, 154107.
102. Groenenboom, G. C.; Mas, E. M.; Bukowski, R.; Szalewicz, K.; Wormer, P. E. S.; van der Avoird, A. Phys. Rev. Lett. 2000, 84, 4072.
103. Keutsch, F. N.; Saykally, R. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 10533.
104. Goldman, N.; Fellers, R. S.; Brown, M. G.; Braly, L. B.; Keoshian, C. J.; Leforestier, C.; Saykally, R. J. J. Chem. Phys. 2002, 116, 10148.
105. Leforestier, C.; Gatti, F.; Fellers, R. S.; Saykally, R. J. J. Chem. Phys. 2002, 117, 8710.
106. Harker, H. A.; Keutsch, F. N.; Leforestier, C.; Scribano, Y.; Han, J.-X.; Saykally, R. J. Mol. Phys. 2007, 105, 497.
107. Harker, H. A.; Keutsch, F. N.; Leforestier, C.; Scribano, Y.; Han, J.-X.; Saykally, R. J. Mol. Phys. 2007, 105, 513.
108. Fanourgakis, G. S.; Xantheas, S. S. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 4100.
109. Netzloff, H. M.; Gordon, M. S. J. Chem. Phys. 2004, 121, 2711.
110. Wallqvist, A.; Karlström, G. Chem. Ser. 1989, 29, 131.
111. Wallqvist, A.; Ahlström, P.; Karlström, G. J. Phys. Chem. 1990, 94, 1649.
112. Engkvist, O.; Forsberg, N.; Schütz, M.; Karlström, G. Mol. Phys. 1997, 90, 277.
113. Spängberg, D.; Hermansson, K. J. Chem. Phys. 2003, 119, 7263.
114. Izvekov, S.; Parrinello, M.; Burnham, C. J.; Voth, G. A. J. Chem. Phys. 2004, 120, 10896.
115. Izvekov, S.; Voth, G. A. J. Chem. Phys. 2005, 123, 134105.
116. Gaussian 03. Frisch, M. J.; Tracks, G. W.; Schlegel, H. B.; et al., G. E. S. Gaussian Inc.: Pittsburgh PA, 2003.
117. Boys, S. F.; Bernardi, F. Mol. Phys. 1970, 19, 553.
118. Liu, B.; McLean, A. D. J. Chem. Phys. 1973, 59, 4557.
119. Xantheas, S. S. J. Chem. Phys. 1996, 104, 8821.
120. Xantheas, S. S.; Burnham, C. J.; Harrison, R. J. J. Chem. Phys. 2002, 116, 1493.
121. Halkier, A.; Koch, H.; Jørgensen, P.; Christiansen, O.; Nielsen, I. M. B.; Helgaker, T. Theor. Chem. Acc. 1997, 97, 150.
122. Reed, A. E.; Weinhold, F. J. Chem. Phys. 1983, 78, 4066.
123. Reed, A. E.; Weinhold, F.; Curtiss, L. A.; Pochatko, D. J. J. Chem. Phys. 1986, 84, 5687.
124. Ohno, K.; Okimura, M.; Akai, N.; Katsumoto, Y. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 3005.
125. Michalewicz, Z. Genetic Algorithms + Data Structures = Evolution Programs, 3rd ed; Springer-Verlag: Berlin, 1996.
126. Goldberg, D. E. Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning; Addison-Wesley: Reading, MA, 1989.
127. Brooks, B. R.; Bruccoleri, R. E.; Olafson, B. D.; States, D. J.; Swaminathan, S.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1983, 4, 187.
128. Franks, F. The physics and physical chemistry of water; Plenum Press: New York, 1972; Vol. 1.
129. Adams, D. J.; Dubey, G. S. J. Comput. Phys. 1987, 72, 156.
130. Svanberg, M. Mol. Phys. 1997, 92, 1085.
131. Allen, M. P.; Tildesley, D. J. Computer Simulation of Liquids; Clarendon: Oxford, 1987.
132. Soper, A. K. Chem. Phys. 2000, 258, 121.
133. Krynicki, K.; Green, C. D.; Sawyer, D. W. Faraday Discuss. Chem. Soc. 1978, 66, 199.
134. Jonas. J.; DeFries, T.; Wilbur, D. J. J. Chem. Phys. 1976, 65, 582.
135. Ropp, J.; Lawrence, C.; Farrar, T. C.; Skinner, J. L. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 8047.
136. Corcelli, S. A.; Lawrence, C. P.; Skinner, J. L. J. Chem. Phys. 2004, 120, 8107.
137. Auer, B.; Kumar, R.; Schmidt, J. R.; Skinner, J. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 14215.
138. Fecko, C. J.; Eaves, J. D.; Loparo, J. J.; Tokmakoff, A.; Geissler, P. L. Science 2003, 301, 1698.
139. Asbury, J. B.; Steinel, T.; Stromberg, C.; Corcelli, S. A.; Lawrence, C. P.; Skinner, J. L.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 1107.
140. Kumar, R.; Schmidt, J. R.; Skinner, J. L. J. Chem. Phys. 2007, 126, 204107.
141. Wernet, P.; Nordlund, D.; Bergmann, U.; Cavalleri, M.; Odelius, M.; Ogasawara, H.; Näslund, L. Å.; Hirsch, T. K.; Ojamäe, L.; Glatzel, P.; Pettersson, L. G. M.; Nilsson, A. Science 2004, 304, 995.
142. Benjamin, K. M.; Singh, J. K.; Schultz, A. J.; Kofke, D. A. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 11463.