Electrostatic properties of aqueous salt solution interfaces: A comparison of polarizable and nonpolarizable ion models

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 112, Issue 37, 2008, Pages 11679-11693

  Warren, G Lee ^a   Patel, Sandeep ^a  

^a UNIVERSITY OF DELAWARE   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CESIUM ALLOYS; DYNAMICS; ELECTRIC DIPOLE MOMENTS; ELECTROSTATICS; IONIZATION OF LIQUIDS; IONS; MAGNETIC MOMENTS; MAGNETISM; MOLECULAR DYNAMICS; NANOSTRUCTURED MATERIALS; NEGATIVE IONS; POSITIVE IONS; QUANTUM CHEMISTRY; SALTS; SEPARATION; SODIUM CHLORIDE; SOLUTIONS; SUBMARINE GEOPHYSICS; TURBULENT FLOW; VAPORS; WATER VAPOR;

AQUEOUS SOLUTIONS; BULK PHASE; CHARGE SEPARATION; CHLORIDE SALTS; DIPOLE POTENTIAL; DOUBLE LAYER EFFECT; DOUBLE LAYER REGION; ELECTROSTATIC PROPERTIES; FORCE FIELD; HYPER-POLARIZABILITY; INDUCED DIPOLE MOMENTS; INDUCED DIPOLES; INTERFACIAL POTENTIAL; ION-DIPOLE; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; MOLECULAR QUADRUPOLE MOMENTS; ORDER-OF MAGNITUDES; ORIENTATIONAL DISTRIBUTIONS; POLARIZATION EFFECTS; POTENTIAL SOURCES; PURE WATER; QUADRUPOLE; QUADRUPOLE MOMENTS; SALT SOLUTIONS; VAPOR-PHASE; WATER DENSITIES; WATER DIPOLES; WATER MOLECULES;

PHASE INTERFACES;

EID: 53049109061     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp8038835     Document Type: Article

References (113)

1. Foster, K. L.; Plastridge, R. A.; Bottenheim, J. W.; Shepson, P. B.; Finlayson-Pitts, B. J.; Spicer, C. W. Science 2001, 291, 471.
2. Seinfeld, J. H. Science 2000, 288, 285.
3. Hunt, S. W.; Roeselova, M.; Wang, W.; Wingen, L. M.; Knipping, E. M.; Tobias, D. J.; Dabdub, D.; Finlayson-Pitts, B. J. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 11559.
4. Knipping, E. M.; Lakin, M. J.; Foster, K. L.; Junwirth, P.; Tobias, D. J.; Gerber, R. B.; Dabdub, D.; Finlayson-Pitts, B. J. Science 2000, 288, 301.
5. Ghosal, S.; Hemminger, J. C.; Bluhm, H.; Mun, B. S.; Hebenstreit, E. L. D.; Ketteier, G.; Ogletree, D. F.; Requejo, F. G.; Salmeron, M. Science 2005, 307, 563.
6. Chen, Z.; Ward, R.; Tian, Y.; Baldelli, S.; Opdahl, A.; Shen, Y. R.; Somorjai, G. A. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 10615-10620.
7. Richmond, G. L. Chem. Rev. 2002, 102, 2693-2724.
8. Liu, W.-T.; Zhang, L.; Shen, Y. R. J. Chem. Phys. 2006, 125, 144711.
9. Walker, D. S.; Richmond, G. L. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 8321-8330.
10. Walker, D. S.; Richmond, G. L. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 9446-9451.
11. Schrodle, S.; Richmond, G. L. Appl. Spectrosc 2002, 62, 389.
12. Petersen, P. B.; Saykally, R. J. Chem. Phys. Lett. 2004, 397, 51.
13. Petersen, P. B.; Saykally, R. J.; Mucha, M.; Jungwirth, P. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 10915.
14. Petersen, P. B.; Saykally, R. J. Annu. Rev. Phys. Chem. 2006, 57, 333.
15. Petersen, P. B.; Saykally, R. J. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 14060.
16. Morita, A.; Hynes, J. T. Chem. Phys. 2000, 258, 371.
17. Jungwirth, P.; Tobias, D. J. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 10468.
18. Vrbka, L.; Mucha, M.; Minofar, B.; Jungwirth, P.; Brown, E. C.; Tobias, D. J. Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2004, 9, 67.
19. Brown, E. C.; Mucha, M.; Jungwirth, P.; Tobias, D. J. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 7934.
20. Mucha, M.; Frigato, T.; Levering, L. M.; Allen, H. C.; Tobias, D. J.; Dang, L. X.; Jungwirth, P. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 7617.
21. Jungwirth, P.; Tobias, D. J. Chem. Rev. 2006, 106, 1259.
22. Chang, T.; Dang, L. X. Chem. Rev. 2006, 106, 1305.
23. Ishiyama, T.; Morita, A. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 721.
24. Herce, D. H.; Perera, L.; Darden, T. A.; Sagui, C. J. Chem. Phys. 2004, 122, 024513.
25. Stuart, S. J.; Berne, B. J. J. Phys. Chem. 1996, 100, 11934.
26. Perera, L.; Berkowitz, M. L. J. Chem. Phys. 1993, 99, 4236-4237.
27. Eggimann, B. L.; Siepmann, J. I. J. Phys. Chem. C 2007, ASAP Article 10.1021, Dec 12, 2007.
28. Hagberg, D.; Brdarski, S.; Karlstrom, G. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 4111.
29. Bhatt, D.; Newman, J.; Radke, C. J. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 9077.
30. Bhatt, D.; Chee, R.; Newman, J.; Radke, C. Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2004, 9, 145.
31. Stuart, S. J.; Berne, B. J. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 10300.
32. Dang, L. X.; Rice, J. E.; Caldwell, J.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 2481-2486.
33. Smith, D. E.; Dang, L. X. J. Chem. Phys. 1994, 100, 3757.
34. Perera, L.; Berkowitz, M. L. Z. Phys. D 1993, 26, 166-168.
35. Perera, L.; Berkowitz, M. L. J. Chem. Phys. 1992, 96, 8288.
36. Lamoureux, G.; Roux, B. J. Phys. Chem. B 2005, 110, 3308.
37. Grossfield, A.; Ren, P.; Ponder, J. W. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 15671.
38. Dang, L. X. J. Chem. Phys. 1992, 97, 2659.
39. Caldwell, J.; Dang, L. X.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 9144.
40. Ren, P.; Ponder, J. W. J. Comput. Chem. 2002, 23, 1497.
41. Vorobyov, I. V.; Anisimov, V. M.; Alexander, D.; MacKerell, J. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 18988.
42. Banks, J. L.; Kaminski, G. A.; Zhou, R.; Mainz, D. T.; Berne, B. J.; Friesner, R. A. J. Phys. Chem. B 1999, 110, 741.
43. Stern, H.; Kaminski, G. A.; Banks, J. L.; Zhou, R.; Berne, B. J.; Friesner, R. A. J. Phys. Chem. B 1999, 105, 4730.
44. Stern, H.; Rittner, F.; Berne, B. J.; Friesner, R. J. Chem. Phys. 2001, 115, 2237.
45. Patel, S.; III, C. L. B. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1504.
46. Patel, S. Mol. Simul. 2006, 32, 231.
47. Kaminski, G. A.; Stern, H. A.; Berne, B. J.; Friesner, R. A. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 621.
48. Kaminski, G. A.; Stern, H. A.; Berne, B. J.; Friesner, R. A.; Cao, Y. X.; Murphy, R. B.; Zhou, R.; Halgren, T. A. J. Comput. Chem. 2002, 23, 1515.
49. Gresh, N. J. Comput. Chem. 1995, 16, 856.
50. Gresh, N.; Garmer, D. R. J. Comput. Chem. 1996, 17, 1481.
51. Ledecq, M.; Lebon, F.; Durant, F.; Giessner-Prettre, C.; Marquez, A.; Gresh, N. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 10640.
52. Gao, J.; Habibollazadeh, D.; Shao, L. J. Phys. Chem. 1995, 99, 16460.
53. Dang, L. X.; Chang, T. M. J. Chem. Phys. 1997, 106, 8149.
54. Ren, P.; Ponder, J. W. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 5933.
55. Lamoureux, G., Jr.; Roux, B. J. Chem. Phys. 2003, 119, 5185.
56. Lamoureux, G.; Roux, B. J. Chem. Phys. 2003, 119, 3025.
57. Anisimov, V. M.; Lamoureux, G.; Vorobyov, I. V.; Huang, N.; Roux, B.; Alexander, D.; MacKerell, J. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 153.
58. Vorobyov, I. V.; Anisimov, V. M.; Greene, S.; Moser, R. M. V. A.; Pastor, R. W.; Alexander, D.; MacKerell, J. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 1120.
59. Rick, S. W.; Stuart, S. J.; Berne, B. J. J. Chem. Phys. 1994, 101, 6141.
60. Rick, S. W.; Stuart, S. J.; Bader, J. S.; Berne, B. J. J. Mol. Liq. 1995, 65/66, 31.
61. Rick, S. W. J. Chem. Phys. 2001, 114, 2276.
62. Rappe, A. K.; Goddard, W. A. J. Phys. Chem. 1991, 95, 3358.
63. Mortier, W. J.; Ghosh, S. K.; Shankar, S. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 4315.
64. Mortier, W. J.; Genechten, K. V.; Gasteiger, J. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 829.
65. Patel, S. J. Chem. Phys. 2005, 123, 164502.
66. Patel, S. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1.
67. Olana, L. R.; Rick, S. W. J. Comput. Chem. 2005, 26, 699.
68. Vassilev, P.; Hartnig, C.; Koper, M. T. M.; Frechard, F.; van Stanten, R. A. J. Chem. Phys. 2001, 115, 9815.
69. Kuo, I. W.; Mundy, C. J. Science 2004, 303, 658.
70. Wick, C.; Kuo, I. W.; Mundy, C.; Dang, L. X. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 2002.
71. Jungwirth, P.; Tobias, D. J. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 6361.
72. Wick, C. D.; Dang, L. X.; Jungwirth, P. J. Chem. Phys. 2006, 125, 024706.
73. Jungwirth, P.; Winter, B. Annu. Rev. Phys. Chem. 2008, 59, 343.
74. Wick, C. D.; Dang, L. X. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 6824.
75. Liu, P.; Harder, E.; Berne, B. J. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 2949.
76. Matsumoto, M.; Kataoka, Y. J. Chem. Phys. 1988, 88, 3233.
77. Kuo, I. W.; Mundy, C. J.; Eggiman, B. L.; McGrath, M. J.; Siepmann, J. I.; Chen, B.; Vieceli, J.; Tobias, D. J. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 3738.
78. Dang, L. X.; Chang, T.-M. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 235.
79. Archontis, G.; Leontidis, E.; Andreou, G. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 17957.
80. Matsumoto, M.; Kataoka, Y. J. Chem. Phys. 1989, 90, 2390.
81. Wilson, M. A.; Pohorille, A.; Pratt, L. R. J. Chem. Phys. 1988, 88, 3281.
82. Sokhan, V. P.; Tildesley, D. J. Mol. Phys. 1997, 92, 625.
83. Liu, P.; Harder, E.; Berne, B. J. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 6595.
84. Paul, S.; Chandra, A. Chem. Phys. Lett. 2003, 373, 87.
85. Wick, C. D.; Dang, L. X. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 15574.
86. Xu, H.; Berne, B. J. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 2054.
87. Motakabbir, K. A.; Berkowitz, M. L. Chem. Phys. Lett. 1991, 176, 61.
88. Silvestrem, P. L.; Parrinello, M. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 3308.
89. Clough, S. A.; Beers, Y.; Klein, G. P.; Rothman, L. S. J. Chem. Phys. 1973, 59, 2254.
90. Badyal, Y. S.; Saboungi, M. L.; Price, D. L.; Shastri, S. D.; Haeffner, D. R.; Soper, A. K. J. Chem. Phys. 2000, 112, 9206.
91. Warren, G. L.; Patel, S. J. Chem. Phys. 2007, 064509, 127.
92. Warren, G. L.; Patel, S. J. Phys. Chem. C 2008, DOI, 10.1021/ jp712136e.
93. Brooks, B. R.; Bruccoleri, R. E.; Olafson, B. D.; Stages, D. J.; Swaminathan, S.; Karplus, M. J. J. Comput. Chem. 1983, 4, 187.
94. Ryckaert, J. P.; Ciccotti, G.; Berendsen, H. J. C. J. Comput. Phys. 1977, 23, 327.
95. Darden, T.; York, D.; Pedersen, L. J. Chem. Phys. 1993, 98, 10089.
96. Essmann, U.; Perera, L.; Berkowitz, M. L.; Darden, T.; Pedersen, L. G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 8577.
97. Ji, N.; Ostroverkhov, V.; Tian, C. S.; Shen, Y. R. Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 096102.
98. Liu, D.; Ma, G.; Levering, L. M.; Allen, H. C. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 2252-2260.
99. Schultz, M. J.; Schnitzer, C.; Simonelli, D.; Baldelli, S. Int. Rev. Phys. Chem. 2000, 19, 123-153.
100. Parfenyuk, V. I. Colloid J. 2002, 64, 588.
101. Paluch, M. Adv. Colloid Interface Sci. 2000, 84, 27.
102. Wilson, M. A.; Pohorille, A.; Pratt, L. R. J. Chem. Phys. 1989, 90, 5211.
103. Kastenholz, M. A.; Hnenberger, P. H. J. Chem. Phys. 2006, 124, 224501.
104. Landau, L. D.; Lifshitz, E. M. Electrodynamics of Continuous Media; Pergamon: Elmsford, NY, 1960.
105. Pandit, S. A.; Bostick, D.; Berkowitz, M. L. Biophys. J. 2003, 85, 3120.
106. Pratt, L. R. J. Phys. Chem. 1992, 96, 25.
107. Zakharov, V. V.; Brodskaya, E. N.; Laaksonen, A. J. Chem. Phys. 1997, 107, 1997.
108. Torrie, G. M.; Patey, G. N. J. Phys. Chem. 1993, 97, 12909.
109. Randles, J. E. B. Phys. Chem. Liq. 1977, 7, 107.
110. Jackson, J. D. Classical Electrodynamics, 3rd ed.; Wiley: New York, 1998; p 641.
111. Jaqaman, K.; Tuncay, K.; Ortoleva, P. J. J. Chem. Phys. 2004, 120, 926.
112. Heinz, T. N.; Hunenberger, P. H. J. Chem. Phys. 2005, 123, 034107.
113. Herce, D. H.; Perera, L.; Darden, T. A.; Sagui, C. J. Chem. Phys. 2005, 122, 024513.