Hydration of copper(II): New insights from density functional theory and the COSMO solvation model

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 112, Issue 38, 2008, Pages 9104-9112

  Bryantsev, Vyacheslav S ^a   Diallo, Mamadou S ^a,b   Van Duin, Adri C T ^a   Goddard III, William A ^a  

^a CALIFORNIA INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

^b Howard University   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CU; DENSITY-FUNCTIONAL; SOLVATION MODELS; SOLVENT MODELS; STABILITY OF CU;

COPPER; HYDRATES; HYDRATION; PROBABILITY DENSITY FUNCTION;

DENSITY FUNCTIONAL THEORY;

COPPER; LIGAND; SOLVENT; WATER;

ARTICLE; CHEMICAL MODEL; CHEMISTRY; ELECTRON; GAS; HYDROGEN BOND; IMPEDANCE; QUANTUM THEORY; THERMODYNAMICS;

COPPER; ELECTRIC IMPEDANCE; ELECTRONS; GASES; HYDROGEN BONDING; LIGANDS; MODELS, CHEMICAL; QUANTUM THEORY; SOLVENTS; THERMODYNAMICS; WATER;

EID: 53849126514     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp804373p     Document Type: Article

References (97)

1. Adman, E. T. Adv. Protein Chem. 1991, 42, 145.
2. Pufahl, R. A.; Singer, C. P.; Peariso, K. L.; Lin, S.-J.; Schmidt, P. J.; Fahrni, C. J.; Culotta, V. C.; Penner-Hahn, J. E.; O'Halloran, T. V. Science 1997, 278, 853.
3. Culotta, V. C.; Klomp, L. W.; Strain, J.; Casareno, R. L.; Krems, B.; Giltin, J. D. J. Biol. Chem. 1997, 272, 23469.
4. Hazes, B.; Magbus, K. A.; Bonaventura, C.; Bonaventura, J.; Dauter, Z.; Kalk, K. H.; Hol, W. G. Protein Sci. 1993, 2, 597.
5. Solomon, E. I.; Szilagyi, R. K.; George, S. B.; Basumallick, L. Chem. Rev. 2004, 104, 419.
6. Katz, A. K.; Shimoni-Livny, L.; Navon, O.; Bock, C. W.; Glusker, J. P. Helv. Chim. Acta 2003, 86, 1320.
7. Halcrow, M. A. Dalton Trans. 2003, 4375.
8. Sabolovic, J.; Liedl, K. R. Inorg. Chem. 1999, 38, 2764.
9. Sabolovic, J.; Tautermann, C. S.; Loerting, T.; Liedl, K. R. Inorg. Chem. 2003, 42, 2268.
10. Deeth, R. J.; Hearnshaw, L. J. A. Dalton Trans. 2006, 1092.
11. Chaurin, V. C.; Constable, E. C.; Housecraft, G E. New J. Chem. 2006, 30, 1740.
12. Weiss, R.; Jansen, G.; Boese, R.; Epple, M. Dalton Trans. 2006, 1831.
13. Persson, I.; Persson, P.; Sandström, M.; Uliström, A.-S. J. Chem. Soc., Dalton, Trans. 2002, 1256.
14. Shapovalov, I. M.; Radchenko, I. V. Zh. Struct. Khim. 1971, 12, 769.
15. Magini, M. Inorg. Chem. 1982, 21, 1535.
16. Sheals, J.; Persson, P.; Hedman, B. Inorg. Chem. 2001, 40, 4302.
17. Tran, M. L.; Ganan, L. R.; Gentle, I. R. Phys. Chem. B 2004, 108, 20130.
18. Benfatto, M.; D'Angelo, P.; Longa, S. D.; Pavel, N. V. Phys. Rev. B 2002, 65, 174205.
19. Chaboy, J.; Muñoz-Páez, A.; Merkling, P. J.; Marcos, E. S. J. Chem. Phys. 2006, 124, 064509.
20. Frank, P.; Benfatto, M.; Szilagyi, R. K.; D'Angelo, P.; Longa, S. D.; Hodgson, K. O. Inorg. Chem. 2005, 44, 1922.
21. Åkesson, R.; Pettersson, L. G. M.; Sandström, M.; Wahlgren, U. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 8691.
22. Åkesson, R.; Pettersson, L. G. M.; Sandström, M.; Wahlgren, U. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 8705.
23. Bertrán, J.; Rodrigues-Santiago, L.; Sodupe, M. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 2310.
24. Bèrces, A.; Nukada, T.; Margl, P.; Ziegler, T. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 9693.
25. Rulíšek, L.; Havias, Z. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 10428.
26. Pushie, M. J.; Rauk, A. J. Biol. Inorg. Chem. 2003, 8, 53.
27. Pavelka, M.; Burda, J. V. Chem. Phys. 2005, 312, 193.
28. Tarazona-Vasquez, F.; Balbuena, P. B. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 12480.
29. Rickard, G. A.; Gomez-Balderas, R.; Brunelle, P.; Raffa, D. F.; Rauk, A. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 8361.
30. Hattori, T.; Toriashi, T.; Tsuneda, T.; Nagasaki, S.; Tanaka, S. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 10403.
31. Pasquarello, A.; Petri, I.; Salmon, P. S.; Parisel, O.; Car, R.; Tóth, É.; Powell, D. H.; Fisher, H. E.; Helm, L.; Merbach, A. E. Science 2001, 291, 856.
32. Amira, S.; Spangberg, D.; Hermasson, K. Phys. Chem Chem. Phys. 2005, 7, 2874.
33. Blumberger, J.; Bernasconi, L.; Tavernelli, I.; Vuilleumier, R.; Sprik, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3928.
34. Schwenk, C. F.; Rode, B. M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 3418.
35. Schwenk, C. F.; Rode, B. M. ChemPhysChem. 2003, 4, 931.
36. Schwenk, C. F.; Rode, B. M. J. Chem. Phys. 2003, 119, 9523.
37. Schwenk, C. F.; Rode, B. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126,12786.
38. Figgis, B. N.; Hitchman, M. A. Ligand Field Theory and Its Applications; Wiley-VCH: New York, 2000.
39. Cotton, F. A.; Wilkinson, G.; Murillo, C. A.; Bochman, M. Advanced Inorganic Chemistry, 6th ed.;Wiley-Interscience: New York, 1999.
40. Jahn, H. A.; Teller, E. Proc. R. Soc. London, Ser. A 1937, 161, 220.
41. Bersuker, I. B. The Jakn-Teller Effect; Cambridge University Press: Cambridge, 2006.
42. Powell, D. H.; Helm, L.; Merbach, A. E. J. Chem. Phys. 1991, 95, 9258.
43. Powell, D. H.; Furrer, P.; Pittet, P.-A.; Merbach, A. E. J. Phys. Chem. 1995, 99, 16622.
44. Stace, A. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 1935.
45. Walker, N. R.; Firth, S.; Stace, A. J. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 10239.
46. Walker, N. R.; Firth, S.; Stace, A. J. Chem. Phys. Lett. 1998, 292, 125.
47. Duncombe, B. J.; Duale, K.; Buchanan-Smith, A.; Stace, A. J. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 5158.
48. Klamt, A.; Schüürmann, G. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 1993, 799.
49. Jaguar, version 7.0; Schrödinger LLC: New York, 2007.
50. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098.
51. Lee, C. T.; Yang, W. T.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
52. Peschke, M.; Blades, A. T.; Kebarle, P. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 10440.
53. Marino, T.; Toscano, M.; Russo, N.; Grand, A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 24666.
54. Tunell, I.; Lim, C. Inorg. Chem. 2006, 45, 4811.
55. Carl, D. R.; Moision, R. M.; Armentrout, P. B. Int. J. Mass Spectrom. 2007, 265, 308.
56. Bertrán, J.; Rodríguez-Santiago, L.; Sodupe, M. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 2310.
57. Poater, J.; Solá, M.; Rimóla, A.; Rodríguez- Santiago, L.; Sodupe, M. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 6072.
58. Georgieva, I.; Trendafilova, N.; Rodríguez-Santiago, L.; Sodupe, M. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 5668.
59. Rimola, A.; Rodríguez-Santiago, L.; Sodupe, M. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 5740.
60. Hay, P. J.; Wadt, W. R. J. Chem. Phys. 1985, 82, 299.
61. Jaguar, version 7.0, User Manual.
62. Kendall, R. A.; Dunning, T. H., Jr.; Harrison, R. J. J. Chem. Phys. 1992, 96, 6796.
63. Li, J.; Fisher, C. L.; Chen, J. L.; Bashford, D.; Noodleman, L. Inorg. Chem. 1996, 35, 4694.
64. Rotzinger, F. P. J. Am Chem Soc. 1997, 119, 5230.
65. Martin, R. L.; Hay, J. P.; Pratt, L. R. J. Phys. Chem A 1998, 102, 3565.
66. Tawa, G. J.; Topol, I. A.; Burt, S. K.; Caldwell, R. A.; Rashin, A. A. J. Chem. Phys. 1998, 109, 4852.
67. Mejias, J. A.; Lago, S. J. Chem. Phys. 2000, 113, 7306.
68. Pliego, J. R., Jr.; Riveras, J. M. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 7241.
69. Zhan, C.-G.; Dixon, D. A. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 11534.
70. Zhan, C.-G.; Dixon, D. A. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 9737.
71. Pliego, J. R., Jr.; Riveras, J. M. J. Phys. Chem A 2002, 106, 7434.
72. Asthagiri, D.; Pratt, L. R.; Ashbaugh, H. S. J. Chem. Phys. 2003, 119, 2702.
73. Uudsemaa, M.; Tamm, T. J. Phys. Chem A 2003, 107, 9997.
74. Uudsemaa, M.; Tamm, T. Chem. Phys. Lett. 2004, 400, 54.
75. Zhan, C.-G.; Dixon, D. A. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 2020.
76. Asthagiri, D.; Pratt, L. R.; Paulaitis, M. E.; Rempe, S. B. J. Am. Chem Soc. 2004, 126, 1285.
77. Kelly, C. P.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 1133.
78. Rode, B. M.; Schwenk, C. F.; Hofer, T. S.; Randolf, B. R. Coord. Chem. Rev. 2005, 249, 2993.
79. Kelly, C. P.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 16066.
80. Kelly, C. P.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 2493.
81. De Abreu, H. A.; Guimaraes, L.; Duarte, H. A. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 7713.
82. Gutowski, K. E.; Dixon, D. A. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 8840.
83. Wiebke, J.; Moritz, A.; Cao, X.; Dolg, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 459.
84. Jaque, P.; Marenich, A. V.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 5783.
85. Bryantsev, V. S.; Diallo, M. S.; Goddard, W. A., III, J. Phys. Chem. B 2008, 112, 9709.
86. Ahlrichs, R.; Bär, M.; Häser, M.; Horn, H.; Kölmel, C. Chem. Phys. Lett. 1989, 162, 165.
87. Klamt, A.; Jonas, V.; Bürger, T.; Lohrenz, C. W. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 5074.
88. Tannor, D. J.; Marten, B.; Murphy, R.; Friesner, R. A.; Sitkoff, D.; Nicholls, A.; Ringnalda, M.; Goddard, W. A., III; Honig, B. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 11875.
89. Bondi, A. J. Chem. Phys. 1964, 64, 441.
90. O'Brien, J. T.; Williams, E. R. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 5893.
91. Su, J. T.; Xu, X.; Goddard, W. A., III. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 10518.
92. Glendening, E. D.; Badenhoop, J. K.; Reed, A. E.; Carpenter, J. E.; Bohmann, J. A.; Morales, C. M.; Weinhold, R NBO; Theoretical Chemistry Institute, University of Wiscosin, Madison, WI, 2001; http://www.chem.wisc.edu/ ~nbo5.
93. Reed, A. E.; Curtiss, L. A.; Weinhold, F. Chem. Rev. 1988, 88, 899.
94. Siboulet, B.; Marsden, C. J.; Vitorge, P. Chem Phys. 2006, 326, 289.
95. Marcus, Y. Ion Solvation; Wiley: New York, 1985.
96. Tissandier, M. D.; Cowen, K. A.; Feng, W. Y.; Gundlach, E.; Cohen, M. H.; Earhart, A. D.; Coe, J. V. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 7787.
97. Varma, S.; Rempe, S. B. Biophys. Chem 2006, 124, 192.