Characterizing slight structural disorder in solids by combined solid-state NMR and first principles calculations

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 113, Issue 5, 2009, Pages 902-911

  Cadars, Sylvian ^a,b   Lesage, Anne ^a   Pickard, Chris J ^c   Sautet, Philippe ^d   Emsley, Lyndon ^a  

^a UNIVERSITÉ LYON 1   (France)

^b Hautes Temperatures et Irradiation ^*  (France)

^c UNIVERSITY OF ST ANDREWS   (United Kingdom)

^d UNIVERSITÉ DE LYON   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHEMICAL BONDS; CHEMICAL SHIFT; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; X RAY DIFFRACTION;

CHEMICAL SHIFT VARIATIONS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY METHODS; FIRST-PRINCIPLES CALCULATION; ISOTROPIC CHEMICAL SHIFTS; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE (NMR); STRUCTURAL DEFORMATION; STRUCTURAL INTERPRETATION; X-RAY DIFFRACTION STRUCTURE;

CALCULATIONS;

EID: 61749090210     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp810138y     Document Type: Article

References (87)

1. Farnan, I.; Grandinetti, P. J.; Baltisberger, J. H.; Stebbins, J. F.; Werner, U.; Eastman, M. A.; Pines, A. Nature 1992, 358, 31-35.
2. Schmidt-Rohr, K.; Spiess, H. W. Multi-dimensional solid-state NMR and polymers; Academic Press: San Diego, 1994.
3. Youngman, R. E.; Haubrich, S. T.; Zwanziger, J. W.; Janicke, M. T.; Chmelka, B. F. Science 1995, 269, 1416-1420.
4. Stebbins, J. F.; Xu, Z. Nature 1997, 390, 60-62.
5. Samoson, A.; Lippmaa, E.; Pines, A. Mol. Phys. 1988, 65, 1013-1018.
6. Llor, A.; Virlet, J. Chem. Phys. Lett. 1988, 152, 248-253.
7. Chmelka, B. F.; Mueller, K. T.; Pines, A.; Stebbins, J.; Wu, Y.; Zwanziger, J. W. Nature 1989, 339, 42-43.
8. Medek, A.; Harwood, J. S.; Frydman, L. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 12779-12787.
9. Frydman, L.; Harwood, J. S. J. Am. Chem. Soc 1995, 117, 5367-5368.
10. Gan, Z. H. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 3242-3243.
11. Frydman, L. In Encyclopedia of Nuclear Magnetic Resonance; Grant, D. M., Harris, R. K., Eds.; Wiley: Chichester, 2002; Vol. 9, p 262.
12. Amoureux, J. P.; Pruski, M. In Encyclopedia of Nuclear Magnetic Resonance; Grant, D. M., Harris, R. K., Eds.; Wiley: Chichester, 2002; Vol. 9, p 226.
13. Jerschow, A. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 2005, 46, 63-78.
14. Mackenzie, K. J. D.; Smith, M. E. Multinuclear solid-state NMR of inorganic materials; Pergamon Press: Oxford, 2002.
15. Allwardt, J. R.; Lee, S. K.; Stebbins, J. F. Am. Mineral. 2003, 88, 949-954.
16. Iuga, D.; Morais, C.; Gan, Z. H.; Neuville, D. R.; Cormier, L.; Massiot, D. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 11540-11541.
17. Allwardt, J. R.; Stebbins, J. F.; Schmidt, B. C.; Frost, D. J.; Withers, A. C.; Hirschmann, M. M. Am. Mineral. 2005, 90, 1218-1222.
18. Neuville, D. R.; Cormier, L.; Montouillout, V.; Massiot, D. J. Non-Cryst. Solids 2007, 353, 180-184.
19. Massiot, D.; Fayon, F.; Montouillout, V.; Pellerin, N.; Hiet, J.; Roiland, C.; Florian, P.; Coutures, J. P.; Cormier, L.; Neuville, D. R. J. Non Cryst. Solids 2008, 354, 249-254.
20. Janicke, M. T.; Landry, C. C.; Christiansen, S. C.; Kumar, D.; Stucky, G. D.; Chmelka, B. F. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 6940-6951.
21. Babonneau, F.; Maquet, J. Polyhedron 2000, 19, 315-322.
22. Trebosc, J.; Wiench, J. W.; Huh, S.; Lin, V. S. Y.; Pruski, M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7587-7593.
23. Sefzik, T. H.; Houseknecht, J. B.; Clark, T. M.; Prasad, S.; Lowary, T. L.; Gan, Z.; Grandinetti, P. J. Chem. Phys. Lett. 2007, 434, 312-315.
24. Maricq, M. M.; Waugh, J. S. J. Chem. Phys. 1979, 70, 3300-3316.
25. Deschamps, M.; Fayon, F.; Hiet, J.; Ferru, G.; Derieppe, M.; Pellerin, N.; Massiot, D. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 1298-1303.
26. Christiansen, S. C.; Zhao, D. Y.; Janicke, M. T.; Landry, C. C.; Stucky, G. D.; Chmelka, B. F. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 4519-4529.
27. Sakellariou, D.; Brown, S. P.; Lesage, A.; Hediger, S.; Bardet, M.; Meriles, C. A.; Pines, A.; Emsley, L. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 4376-4380.
28. Hedin, N.; Graf, R.; Christiansen, S. C.; Gervais, C.; Hayward, R. C.; Eckert, J.; Chmelka, B. F. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 9425-9432.
29. Cadars, S.; Lesage, A.; Emsley, L. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 4466-4476.
30. Cadars, S.; Lesage, A.; Trierweiler, M.; Heux, L.; Emsley, L. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 92-103.
31. Cadars, S.; Mifsud, N.; Lesage, A.; Epping, J. D.; Hedin, N.; Chmelka, B. F.; Emsley, L. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 9145-9154.
32. Marcotte, I.; van Beek, J. D.; Meier, B. H. Macromolecules 2007, 40, 1995-2001.
33. Vander Hart, D. L. In Encyclopedia of NMR; Grant, D. M., Harris, R. K., Eds.; Wiley: Chichester, 1996; Vol. 5, pp 2938-2946.
34. Spaniol, T. P.; Kubo, A.; Terao, T. Mol. Phys. 1999, 96, 827-834.
35. Kervern, G.; Pintacuda, G.; Zhang, Y.; Oldfield, E.; Roukoss, C.; Kuntz, E.; Herdtweck, E.; Basset, J. M.; Cadars, S.; Lesage, A.; Coperet, C.; Emsley, L. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 13545-13552.
36. Zhang, P.; Klymachyov, A.; Brown, S.; Ellington, J. G.; Grandinetti, P. J. Solid State Nucl. Magn. Reson. 1998, 12, 221-225.
37. Charpentier, T.; Ispas, S.; Profeta, M.; Mauri, F.; Pickard, C. J. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 4147-4161.
38. Clark, T. M.; Grandinetti, P. J. J. Phys.: Condens. Matter 2003, 15, S2387-S2395.
39. Clark, T. M.; Grandinetti, P. J.; Florian, P.; Stebbins, J. F. Phys. Rev. B 2004, 70, 064202.
40. Schmidt-Rohr, K.; Hehn, M.; Schaefer, D.; Spiess, H. W. J. Chem. Phys. 1992, 97, 2247-2262.
41. Schmidt-Rohr, K.; Hu, W.; Zumbulyadis, N. Science 1998, 280, 714-717.
42. Pickard, C. J.; Mauri, F. Phys. Rev. B 2001, 63, 245101.
43. Sebastiani, D.; Parrinello, M. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 1951-1958.
44. Sebastiani, D.; Goward, G.; Schnell, I.; Parrinello, M. Comput. Phys. Commun. 2002, 147, 707-710.
45. Yates, J. R.; Pickard, C. J.; Mauri, F. Phys. Rev. B 2007, 76, 024401.
46. Tielens, F.; Gervais, C.; Lambert, J. F.; Mauri, F.; Costa, D. Chem. Mater. 2008, 20, 3336-3344.
47. Gimbert, Y.; Robert, F.; Durif, A.; Averbuch, M. T.; Kann, N.; Greene, A. E. J. Org. Chem. 1999, 64, 3492-3497.
48. Konya, D.; Robert, F.; Gimbert, Y.; Greene, A. E. Tetrahedron Lett. 2004, 45, 6975-6978.
49. Hediger, S.; Meier, B. H.; Kurur, N. D.; Bodenhausen, G.; Ernst, R. R. Chem. Phys. Lett. 1994, 223, 283-288.
50. Fung, B. M.; Khitrin, A. K.; Ermolaev, K. J. Magn. Reson. 2000, 142, 97-101.
51. van Beek, J. D. J. Magn. Reson. 2007, 187, 19-26.
52. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J., J. A.; 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.; Pople, J. A. Gaussian 03, Revision D.01, Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2004.
53. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652.
54. Perdew, J. P.; Yue, W. Phys. Rev. B 1986, 33, 8800-8802.
55. Lee, C. T.; Yang, W. T.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789.
56. Ziegler, T. Chem. Rev. 1991, 91, 651-667.
57. Feller, D. J. Comput. Chem. 1996, 17, 1571-1586.
58. Schuchardt, K. L.; Didier, B. T.; Elsethagen, T.; Sun, L. S.; Gurumoorthi, V.; Chase, J.; Li, J.; Windus, T. L. J. Chem Inf. Model. 2007, 47, 1045-1052.
59. Segall, M. D.; Lindan, P. J. D.; Probert, M. J.; Pickard, C. J.; Hasnip, P. J.; Clark, S. J.; Payne, M. C. J. Phys.: Condens. Matter 2002, 74, 2717-2744.
60. Clark, S. J.; Segall, M. D.; Pickard, C. J.; Hasnip, P. J.; Probert, M. J.; Refson, K.; Payne, M. C. Z Kristallogr. 2005, 220, 567-570.
61. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868.
62. Vanderbilt, D. Phys. Rev. B 1990, 41, 7892-7895.
63. Monkhorst, H. J.; Pack, J. D. Phys. Rev. B 1976, 13, 5188-5192.
64. Robert, F.; Gimbert, Y.; Averbuch-Pouchot, M. T.; Greene, A. E. Z. Krist.-New Cryst. Struct. 2000, 215, 233-236.
65. Lesage, A.; Bardet, M.; Emsley, L. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 10987-10993.
66. deDios, A. C. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 1996, 29, 229-278.
67. Bull, L. M.; Bussemer, B.; Anupold, T.; Reinhold, A.; Samoson, A.; Sauer, J.; Cheetham, A. K.; Dupree, R. J. Am. Chem. Soc 2000, 122, 4948-4958.
68. Xue, X. Y.; Kanzaki, M. Solid State Nucl. Magn. Reson. 2000, 16, 245-259.
69. Gervais, C.; Profeta, M.; Babonneau, F.; Pickard, C. J.; Mauri, F. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 13249-13253.
70. Yates, J. R.; Dobbins, S. E.; Pickard, C. J.; Mauri, F.; Ghi, P. Y.; Harris, R. K. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 1402-1407.
71. Yates, J. R.; Pham, T. N.; Pickard, C. J.; Mauri, F.; Amado, A. M.; Gil, A. M.; Brown, S. P. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 10216-10220.
72. Harris, R. K.; Joyce, S. A.; Pickard, C. J.; Cadars, S.; Emsley, L. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 137-143.
73. Mifsud, N.; Elena, B.; Pickard, C. J.; Lesage, A.; Emsley, L. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 3418-3422.
74. Ashbrook, S. E.; Berry, A. J.; Frost, D. J.; Gregorovic, A.; Pickard, C. J.; Readman, J. E.; Wimperis, S. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 13213-13224.
75. Harris, R. K.; Cadars, S.; Emsley, L.; Yates, J. R.; Pickard, C. J.; Jetti, R. K. R.; Griesser, U. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 360-368.
76. Pickard, C. J.; Salager, E.; Pintacuda, G.; Elena, B.; Emsley, L. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8932-8933.
77. Brouwer, D. H. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 6306-6307.
78. Brouwer, D. H. J. Magn. Reson. 2008, 194, 136-146.
79. Harris, R. K.; Hodgkinson, P.; Pickard, C. J.; Yates, J. R.; Zorin, V. Magn. Reson. Chem. 2007, 45, S174-S186.
80. Lazzeretti, P. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 2000, 36, 1-88
81. Brown, S. P.; Spiess, H. W. Chem. Rev. 2001, 101, 4125-4155.
82. Harris, R. K.; Olivieri, A. C. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 1992, 24, 435-456.
83. Hedin, N., personal communication.
84. Cohen, J.; West, S. G.; Cohen, P.; Aiken, L. S. Applied multiple regression/correlation analysis for the behavioral sciences, 3rd ed.; Lawrence Erlbaum Assoc. Inc.: Hillsdale, NJ, 2003.
85. Percec, V.; Glodde, M.; Bera, T. K.; Miura, Y.; Shiyanovskaya, I.; Singer, K. D.; Balagurusamy, V. S. K.; Heiney, P. A.; Schnell, I.; Rapp, A.; Spiess, H. W.; Hudson, S. D.; Duan, H. Nature 2002, 479, 384-387.
86. Goward, G. R.; Sebastiani, D.; Schnell, I.; Spiess, H. W.; Kim, H. D.; Ishida, H. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 5792-5800.
87. Schmidt, J.; Hoffmann, A.; Spiess, H. W.; Sebastiani, D. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 23204-23210.