The nature of the interactions between Pt4 cluster and the adsorbates ̇H, ̇OH, and H2O

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 112, Issue 46, 2008, Pages 11731-11743

  Parreira, Renato L T ^a   Caramori, Giovanni F ^a   Galembeck, Sérgio E ^a   Huguenin, Fritz ^a  

^a UNIVERSITY OF SÃO PAULO   (Brazil)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ADSORBATES; ADSORPTION; ATOMIC PHYSICS; ATOMS; CHARGE TRANSFER; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTRONIC STRUCTURE; FLOW INTERACTIONS; FREE RADICALS; ION EXCHANGE; MASS TRANSFER; PLATINUM; SPIN DYNAMICS; SURFACE STRUCTURE;

ADSORBATE INTERACTIONS; ADSORPTION ENERGIES; BASIS SETS; BONDING ENERGIES; CLUSTER GEOMETRIES; COVALENT CHARACTERS; EFFECTIVE CORE POTENTIALS; ELECTRON DENSITIES; OH RADICALS; PLATINUM ATOMS; PLATINUM CLUSTERS; PREFERENTIAL ADSORPTIONS; RADICAL SPECIES; RELAXATION EFFECTS; SPIN DENSITIES; SPIN MULTIPLICITIES; TOPOLOGICAL ANALYSES;

PLATINUM COMPOUNDS;

EID: 57149138714     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp8033177     Document Type: Article

References (155)

1. (a) Vielstich, W. Fuel Cells; Wiley Interscience: Bristol, U.K., 1965.
2. (b) Vielstich, W.; Iwasita, T. In Handbook of Heterogeneous Catalysis; Ertl, G., Knözinger, H., Weitkamp, J., Eds.; Verlag Chemie: Weinheim, Germany, 1997; Vol. 4, p 2090.
3. Iwasita, T. J. Braz. Chem. Soc. 2002, 13, 401.
4. Lizcano-Valbuena, W. H.; de Azevedo, D. C.; Gonzalez, E. R. Electrochim. Acta 2004, 49, 1289.
5. Casado-Rivera, E.; Volpe, D. J.; Alden, L.; Lind, C.; Downie, C.; Vázquez-Alvarez, T.; Angelo, A. C. D.; DiSalvo, F. J.; Abruña, H. D. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4043.
6. Hayase, M.; Kawase, T.; Hatsuzawa, T. Electrochem. Solid-State Lett. 2004, 7, A231.
7. Perez, A.; Vilkas, M. J.; Cabrera, C. R.; Ishikawa, Y. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 23571.
8. Kua, J.; Goddard, W. A., III J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 10928.
9. Ishikawa, Y.; Diaz-Morales, R. R.; Perez, A.; Vilkas, M. J.; Cabrera, C. R. Chem. Phys. Lett. 2005, 411, 404.
10. Rubio, J.; Zurita, S.; Barthelat, J. C.; Illas, F. Chem. Phys. Lett. 1994, 217, 283.
11. Xiao, L.; Wang, L. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 8605.
12. Nie, A.; Wu, J.; Zhou, C.; Yao, S.; Luo, C.; Forrey, R. C.; Cheng, H Int. J. Quantum Chem. 2007, 107, 219.
13. Zhang, W.; Xiao, L.; Hirata, Y.; Pawluk, T.; Wang, L. Chem. Phys. Lett. 2004, 383, 67.
14. Majumdar, D.; Dai, D.; Balasubramanian, K. J. Chem. Phys. 2000, 113, 7928.
15. Chen, L.; Cooper, A. C.; Pez, G. P.; Cheng, H. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 5514.
16. Desai, S. K.; Neurock, M.; Kourtakis, K. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 2559.
17. Jacob, T. Fuel Cells 2006, 6, 159.
18. Balbuena, P. B.; Altomare, D.; Vadlamani, N.; Bingi, S.; Agapito, L. A.; Seminario, J. M. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 6378.
19. Wang, Y.; Balbuena, P. B. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 935.
20. Michaelides, A.; Hu, P. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 4235, and references cited therein.
21. Michaelides, A.; Hu, P. J. Chem. Phys. 2001, 114, 513.
22. Hyman, M. P.; Medlin, J. W. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 6304.
23. Bernardo, C. G. P. M.; Gomes, J. A. N. F. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 2001, 542, 263.
24. Bernardo, C. G. P. M.; Gomes, J. A. N. F. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 2002, 582, 159.
25. Ishikawa, Y.; Liao. M.-S.; Cabrera, C. R. Surf. Sci. 2000, 463, 66.
26. Watwe, R. M.; Spiewak, B. E.; Cortright, R. D.; Dumesic. J. A. Catal. Lett. 1998, 51, 139.
27. Cruz, A.; Bertin, V.; Poulain, E.; Benítez, J. I.; Castillo, S. J. Chem. Phys. 2004, 120, 6222.
28. Jacob, T.; Muller, R. P.; Goddard, W. A., III J. Phys. Chem. B 2003, 107, 9465.
29. Jacob, T.; Goddard, W. A., III J. Phys. Chem. B 2005, 109, 297.
30. Minot, C.; Markovits, A. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 1998, 424, 119.
31. Watwe, R. M.; Cortright, R. D.; Nørskov, J. K.; Dumesic, J. A. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 2299.
32. Poulain, E.; Benítez, J. I.; Castillo, S.; Bertin, V.; Cruz, A. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 2004, 709, 67.
33. Xia, F.; Cao, Z. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 10078.
34. Li, T.; Balbuena, P. B. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 9943.
35. García-Hernández, M.; Curulla, D.; Clotet, A.; Illas, F. J. Chem. Phys. 2000, 113, 364.
36. Curulla, D.; Clotet, A.; Ricart, J. M.; Illas, F. Electrochim. Acta 1999, 45, 639.
37. Teliska, M.; Murthi, V. S.; Mukerjee, S.; Ramaker, D. E. J. Electrochem. Soc. 2005, 152, A2159.
38. Wasileski, S. A.; Weaver, M. J. Faraday Discuss. 2002, 121, 285.
39. Illas, F.; Rubio, J. J. Chem. Phys. 1996, 105, 7192.
40. Chen, M.; Bates, S. P.; van Santen, R. A.; Friend, C. M. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 10051.
41. Illas, F.; Zurita, S.; Marquez, A. M.: Rubio, J. Surf. Sci. 1997, 376, 279.
42. Kua, J.; Goddard, W. A., III J. Phys. Chem. B 1998, 102, 9481.
43. Illas, F.; Zurita, S.; Rubio, J.; Marquez, A. M. Phys. Rev. B 1995, 52, 12372.
44. Endou, A.; Ohashi, N.; Yoshizawa, K.; Takami, S.; Kubo, M.; Miyamoto, A.; Broclawik, E. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 5110.
45. Akinaga, Y.; Taketsugu, T.; Hirao, K. J. Chem. Phys. 1997, 107, 415.
46. Fahmi, A.; van Santen, R. A. Z. Z Phys. Chem. 1996, 197, 203.
47. Lin, X.; Ramer, N. J.; Rappe, A. M.; Hass, K. C.; Schneider, W. F.; Trout, B. L. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 7739.
48. Ramaker, D. E.; Teliska, M.; Zhang, Y.; Stakheev, A. Yu.; Koningsberger, D. C Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 4492.
49. Oudenhuijzen, M. K.; van Bokhoven, J. A.; Ramaker, D. E.; Koningsberger, D. C. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 20247.
50. Xiao, L.; Wang, L. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 1657.
51. Frisch, M. J.; Gaussian 03, Revision A.l; Gaussian Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.
52. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
53. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
54. Miehlich, B.; Savin, A.; Stoll, H.; Preuss, H. Chem. Phys. Lett. 1989, 157, 200.
55. Burke, K.; Perdew, J. P.; Wang, Y. In Electronic Density Functional Theory: Recent Progress and New Directions; Dobson, J. F., Vignale, G. , Das, M. P., Eds.; Plenum: New York, 1998.
56. Perdew, J. P. In Electronic Structure of Solids; Ziesche, P., Eschrig, H., Eds.; Akademie Verlag: Berlin, 1991.
57. Perdew, J. P.; Burke, K.; Wang, Y. Phys. Rev. B 1996, 54, 16533.
58. Perdew, J. P. Phys. Rev. B 1986, 33, 8822.
59. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098.
60. Schwerdtfeger, P.; Dolg, M.; Schwarz, W. H. E.; Bowmaker, G. A.; Boyd, P. D. W. J. Chem. Phys. 1989, 91, 1762.
61. Andrae, D.; Haeussermann, U.; Dolg, M.; Stoll, H.; Preuss, H. Theor. Chim. Acta 1990, 77, 123.
62. Kuechle, W.; Dolg, M.; Stoll, H.; Preuss, H. Mol. Phys. 1991, 74, 1245.
63. Bergner, A.; Dolg, M.; Kuechle, W.; Stoll, H.; Preuss, H. Mol. Phys. 1993, 80, 1431.
64. Leininger, T.; Nicklass, A.; Stoll, H.; Dolg, M.; Schwerdtfeger, P. J. Chem. Phys. 1996, 105, 1052.
65. Fuentealba, P.; Preuss, H.; Stoll, H.; Szentpaly, L. v. Chem. Phys. Lett. 1989, 89, 418.
66. Kaupp, M.; Schleyer. P. v. R.; Stoll, H.; Preuss, H. J. Chem. Phys. 1991, 94, 1360.
67. Dolg, M.; Stoll, H.; Preuss, H.; Pitzer, R. M. J. Phys. Chem. 1993, 97, 5852.
68. Dolg, M.; Wedig, U.; Stoll, H.; Preuss, H. J. Chem. Phys. 1987, 86, 866.
69. Dolg, M.; Stoll, H.; Preuss, H. Theor. Chim. Acta 1993, 85, 441.
70. Igel-Mann, G.; Stoll, H.; Preuss, H. Mol. Phys. 1988, 65, 1321.
71. Cao, X. Y.; Dolg, M. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 2002, 581, 139.
72. Nicklass, A.; Dolg, M.; Stoll, H.; Preuss, H. J. Chem. Phys. 1995, 102, 8942.
73. Krishnan, R.; Binkley, J. S.; Seeger, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1980, 72, 650.
74. McLean, A.D.; Chandler, G. S J. Chem. Phys. 1980, 72, 5639.
75. Clark, T.; Chandrasekhar, J.; Spitznagel, G. W.; Schleyer, P. v. R. J. Comput. Chem. 1983, 4, 294.
76. Kendall, R. A., Jr.; Harrison, R. J. J. Chem. Phys. 1992, 96, 6796.
77. Herzberg, G. Electronic Spectra and Electronic Structure of Polyatomic Molecules. Molecular Spectra and Molecular Structure, Vol. 3; D. Van Nostrand: New York, 1966.
78. Kittel, C. In Introduction to Solid-State Physics, 4th ed.; Wiley: New York, 1986.
79. Psofogiannakis, G.; St-Amant, A.; Ternan, M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 24593.
80. Bader, R. F. W. Atoms in Molecules. A Quantum Theory; Oxford University Press: Oxford, U.K., 1990.
81. Bader, R. F. W. Chem. Rev. 1991, 91, 893.
82. Bader, R. F. W. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 7314.
83. (a) Hobza, P.; Sponer, J.; Cubero, E.; Orozco, M.; Luque, F. J. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 6286.
84. (b) Popelier, P. L. A. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 1873.
85. (c) Caramori, G. F.; Frenking, G. Organometallics 2007, 26, 5815.
86. (d) Caramori, G. F.; Galembeck, S. E. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 1705.
87. (e) Caramori, G. F.; de Oliveira, K. T.; Galembeck, S. E.; Bultinck, P.; Constantino, M. G. J. Org. Chem. 2007, 72, 76.
88. (f) Matta, C. F.; Gillespie, R. J. J. Chem. Educ 2002, 79, 1141.
89. (g) Bader, R. F. W.; Matta, C. F. Inorg. Chem. 2001, 40, 5603.
90. (h) Matta, C. F.; Arabi, A. A.; Keith, T. A. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 8864.
91. Biegler-König, F.; Bader, R. F. W.; Tang, T. H. J. J. Comput. Chem. 1982, 3, 317.
92. Flükiger, P.; Lüthi, H. P.; Portmann, S.; Weber, J. MOLEKEL: An Interactive Molecular Graphics Tool, 2000-2002. CHIMIA; Portmann, S., Lüthi, H. P., Eds.; Swiss Center for Scientific Computing: Manno, Switzerland, 2000; Vol. 54, p 766.
93. Zhurko, G. A.; Zhurko, D. A. Chemcraft Lite, http://www.chem-craftprog. com.
94. DIAMOND-Crystal and Molecular Structure Visualization, Demonstration Version 3.1f, Crystal Impact; K. Brandenburg & H. Putz GbR: Bonn, Germany, 2008.
95. Tian, W. Q.; Ge, M.; Sahu, B. R.; Wang, D.; Yamada, T.; Mashiko, S. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 3806.
96. Futschek, T.; Hafner, J.; Marsman, M. J. Phys.: Condens. Matter 2006, 18, 9703.
97. Huda, M. N.; Niranjan, M. K.; Sahu, B. R.; Kleinman, L. Phys. Rev. A 2006, 73, 053201.
98. Yang, S. H.; Drabold, D. A.; Adams, J. B.; Ordejón, P.; Glassford, K. J. Phys.: Condens. Matter 1997, 9, L39.
99. Wang, L.-L.; Khare, S. V.; Chirita, V.; Johnson, D. D.; Rockett, A. A.; Frenkel, A. I.; Mack, N. H.; Nuzzo, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 131.
100. Aprà, E.; Carter, E. A.; Fortunelli, A. Int. J. Quantum Chem. 2004, 100, 277.
101. Tian, W. Q.; Ge, M.; Gu, F.; Aoki, Y. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 9860.
102. Xu, Y.; Shelton, W. A.; Schneider, W. F. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 5839.
103. Zhanpeisov, N. U.; Fukumura, H. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 801.
104. Ankudinov, A. L.; Rehr, J. J.; Low, J. J.; Bare, S. R. J. Chem. Phys. 2002, 116, 1911.
105. Balasubramanian, K. J. Chem. Phys. 1987, 87, 6573.
106. Dai, D.; Balasubramanian, K. J. Chem. Phys. 1995, 103, 648.
107. Majumdar, D.; Dai, D.; Balasubramanian, K. J. Chem. Phys. 2000, 113, 7919.
108. Dimakis, N.; Iddir, H.; Diaz-Morales, R. R.; Liu, R.; Bunker, G.; Chung, E.-H.; Smotkin, E. S. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 1839.
109. Balbuena, P. B.; Calvo, S. R.; Lamas, E. J.; Salazar, P. F.; Seminario, J. M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 17452.
110. Miura, T.; Kobayashi, H.; Domen, K. J. Phys. Chem. B 2000, 1704, 6809.
111. Saeys, M.; Reyniers, M.-F.; Neurock, M.; Marin, G. B. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 3844.
112. Lu, G.; Lan, J.; Li, C.; Wang, W.; Wang, C. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 24541.
113. Calvo, S. R.; Balbuena, P. B. Surf. Sci. 2007, 601, 165.
114. Ohwaki, T.; Kamegai, K.; Yamashita, K. Bull. Chem. Soc. Jpn. 2001, 74, 1021.
115. Douglas, M.; Kroll, N. M. Ann. Phys. 1974, 82, 89.
116. Hess, B. A. Phys. Rev. A 1985, 32, 756.
117. Hess, B. A. Phys. Rev. A 1986, 33, 3742.
118. Jansen, G.; Hess, B. A. Phys. Rev. A 1989, 39, 6016.
119. de Jong, W. A.; Harrison, R. J.; Dixon, D. A. J. Chem. Phys. 2001, 114, 48.
120. Barysz, M.; Sadlej, A. J. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 2001, 573, 181.
121. Visscher, L.; Dyall, K. G. At. Data Nuclear Data Tables 1997, 67, 207.
122. Reiher, M. Theor. Chem. Acc. 2006, 116, 241.
123. Peralta, J. E.; Uddin, J.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 2005, 122, 084108.
124. Benitez, J. I.; Castillo, S.; Poulain, E.; Bertin, V. J. Chem. Phys. 2006, 124, 024703.
125. Moore, C. E. In Natational Bureau of Standards Circular 467; Keiths, C. C., Ed.; U.S. GPO: Washington, DC, 1971.
126. Au, C.-T.; Zhou, T.-J.; Lai, W.-J. Catal. Lett. 1999, 62, 147.
127. Papoian, G.; Nørskov, J. K.; Hoffmann, R. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 4129.
128. Michaelides, A.; Ranea, V. A.; de Andres, P. L.; King, D. A Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 216102; and references cited therein.
129. (a) Anderson, A. B. Surf. Sci. 1981, 105, 159.
130. (b) Sophr, E.; Heinzinger, K. Chem. Phys. Lett. 1986, 123, 218.
131. Jacob, T.; Goddard, W. A., III J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 9360.
132. Ishikawa, Y.; Liao, M.-S.; Cabrera, C. R. Surf. Sci. 2002, 513, 98.
133. Koper, M. T. M.; Shubina, T. E.; van Santen, R. A. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 686.
134. Thiel, P. A. Surf. Sci. Rep. 1987, 7, 211.
135. Sexton, B. A.; Hughes, A. E. Surf. Sci. 1984, 140, 227.
136. Anton, A. B.; Cadogan, D. C. Surf. Sci. 1990, 239, L548.
137. Gdowski, G. E.; Fair, J. A.; Madix, R. J. Surf. Sci. 1983, 127, 541.
138. Patrito, E. M.; Paredas Olivera, P.; Sellers, H. Surf. Sci. 1994, 306, 447.
139. Kandoi, S.; Gokhale, A. A.; Grabow, L. C.; Dumesic, J. A.; Mavrikakis, M. Catal. Lett. 2004, 93, 93.
140. Greeley, J.; Mavrikakis, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3910.
141. Gong, X.-Q.; Hu, P.; Raval, R. J. Chem. Phys. 2003, 119, 6324.
142. Shubina, T. E.; Hartnig, C.; Koper, M. T. M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 4215.
143. Seong, S.; erson, A. B. J. Phys. Chem. 1996, 100, 11744.
144. Bockris, J. O'M.; Abdu, R. J. Electroanal. Chem. 1998, 448, 189.
145. (a) Parreira, R. L. T.; Galembeck, S. E. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 2006, 760, 59.
146. (b) Parreira, R. L. T.; Galembeck, S. E.; Hobza, P. ChemPhysChem 2007, 8, 87.
147. (c) Parreira, R. L. T.; Valdés, H.; Galembeck, S. E. Chem. Phys. 2006, 331, 96.
148. (d) Parreira, R. L. T.; Galembeck, S. E. J. Am. Chem. Soc 2003, 125, 15614.
149. Cremer, D.; Kraka, E. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1984, 23, 627.
150. Popelier, P. L. A. Atoms in Molecules: An Introduction; Pearson Education: Edinburgh Gate, Harlow, England, 2000.
151. Gálvez, O.; Gómez, P. C.; Pacios, L. F. J. Chem. Phys. 2003, 118, 4878.
152. Arnold, W. D.; Oldfield, E. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12835.
153. Pacios, L. F. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 1177.
154. Vorobyov, I.; Yappert, M. C.; DuPré, D. B. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 10691.
155. Ziółkowski, M.; Grabowski, S. J.; Leszczynski, J. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 6514.