Dynamics and structure of Ln(III)-aqua ions: A comparative molecular dynamics study using ab initio based flexible and polarizable model potentials

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 113, Issue 20, 2009, Pages 7270-7281

  Villa, Alessandra ^a   Hess, Berk ^a   Saint Martin, Humberto ^b  

^a MAX PLANCK INSTITUTE FOR POLYMER RESEARCH   (Germany)

^b INSTITUTO DE CIENCIAS FÍSICAS   (Mexico)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DISTRIBUTION FUNCTIONS; ELECTRIC FIELDS; FINANCE; GEOMETRY; HYDRATION; IONS; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULES; PHOTODISSOCIATION; SOLUTIONS;

CLASSICAL MOLECULAR DYNAMICS; COORDINATION NUMBER; FIRST HYDRATION SHELL; RADIAL DISTRIBUTION FUNCTIONS; RANDOM ORIENTATIONS; TRICAPPED TRIGONAL PRISMS; WATER EXCHANGE RATES; WATER-WATER INTERACTIONS;

ION EXCHANGE;

EID: 67650096545     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp8097445     Document Type: Article

References (105)

1. Caravan, P.; Ellison, J. J.; McMurry, T. J.; Lauffer, R. B. Chem. Rev. 1999, 99, 2293-2352.
2. Supkowski, R. M.; Bolender, J. P.; Smith, W. D.; Reynolds, L. E. L.; Horrocks, W. D., Jr. Coord. Chem. Rev. 1999, 185, 307-319.
3. de Sa, G. F.; Malta, O. L.; de Mello Donega, C.; Simas, A. M.; Longo, R. L.; Santa-Cruz, P. A.; da Silva, E. F. Coord. Chem. Rev. 2000, 196, 165-195.
4. Binnemans, K. Chem. Rev. 2007, 107, 2592-2614.
5. Aime, S.; Crich, S. G.; Gianolio, E.; Giovenzana, G. B.; Tei, L.; Terreno, E. Coord. Chem. Rev. 2006, 250, 1562-1579.
6. Louie, A. Y.; Hüber, M. M.; Ahrens, E. T.; Rothbacher, U.; Moats, R.; Jacobs, R. E.; Fraser, S. E.; Meade, T. J. Nat. Biotechnol. 2000, 18, 321-325.
7. The chemistry of contrast agents in medical magnetic resonance imaging; Merbach, A. E., Tóth, E., Eds.; John Wiley and Sons: New York, 2001.
8. Marcus, Y. Chem. Rev. 1988, 88, 1475-1498.
9. Ohtaki, H.; Radnai, T. Chem. Rev. 1993, 93, 1157-1024.
10. Helm, L.; Merbach, A. E. Chem. Rev. 2005, 105, 1923-1959.
11. Narten, A. H.; Hahn, R. L. J. Phys. Chem. 1983, 87, 3193-3197.
12. Hahn, R. L.; Narten, A. H.; Annis, B. K. J. Less-Common Metals 1986, 122, 233-240.
13. Cossy, C.; Merbach, A. E. Pure Appl. Chem. 1988, 60, 1785-1796.
14. Cossy, C.; Barnes, A. C.; Enderby, J. E.; Merbach, A. E. J. Chem. Phys. 1989, 90, 3254-3260.
15. Cossy, C.; Helm, L.; Merbach, A. E. Inorg. Chem. 1989, 28, 2699-2703.
16. Powell, D.; Merbach, A. E. Magn. Reson. Chem. 1994, 32, 739-745.
17. Cossy, C.; Helm, L.; Powell, D. H.; Merbach, A. E. New J. Chem. 1995, 19, 27-35.
18. Micskei, K.; Powell, D.; Helm, L.; Brücher, E.; Merbach, A. E. Magn. Reson. Chem. 1993, 31, 1011-1020.
19. Powell, D. H.; Ni Dhubhgaill, O. M.; Pubanz, D.; Helm, L.; Lebedev, Y. S.; Schlaepfer, W.; Merbach, A. E. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 9333-9346.
20. Yazyev, O. V.; Helm, L. J. Chem. Phys. 2006, 125, art. no. 054503.
21. Peters, J. A.; Huskens, J.; Raber, D. J. Prog. Nucl. Magn. Reson. 1996, 28, 283-350.
22. Yamaguchi, T.; Nomura, M.; Wakita, H.; Ohtaki, H. J. Chem. Phys. 1988, 89, 5153-5159.
23. Ishiguro, S.; Umebayashi, Y.; Kato, K.; Takahashi, R.; Ozutsumi, K. J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1998, 94, 3607-3612.
24. Ishiguro, S. I.; Umebayashi, Y.; Komiya, M. Coord. Chem. Rev. 2002, 226, 103-111.
25. Mayanovic, R. A.; Jayanetti, S.; Anderson, A. J.; Bassett, W. A.; Chou, I.-M. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 6591-6599.
26. Shvartsburg, A. A. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 7910-7911.
27. Djanashvili, K.; Peters, J. A. Contrast Media Mol. Imaging 2007, 2, 67-71.
28. Djanashvili, K.; Platas-Iglesias, C.; Peters, J. A. Dalton Trans. 2008, 5, 602-607.
29. Kotková, Z.; Pereira, G. A.; Djanashvili, K.; Kotek, J.; Rudovský, J.; Hermann, P.; Vander Elst, L.; Muller, R. N.; Geraldes, C. F. G. C.; Lukeš, I.; Peters, J. A. Eur. J. Inorg. Chem. 2009, 1, 119-136.
30. Abbasi, A.; Lindqvist-Reis, P.; Eriksson, L.; Sandström, D.; Lidin, S.; Persson, I.; Sandström, M. Chem. - Eur. J. 2005, 11, 4065-4077.
31. Persson, I.; D'Angelo, P.; De Panfilis, S.; Sandström, M.; Eriksson, L. Chem. - Eur. J. 2008, 14, 3056-3066.
32. Meier, W.; Bopp, P.; Probst, M. M.; Spohr, E.; Lin, J. L. J. Phys. Chem. 1990, 94, 4672-4682.
33. Galera, S.; Lluch, J. M.; Oliva, A.; Bertran, J.; Foglia, F.; Helm, L.; Merbach, A. New J. Chem. 1993, 17, 773-779.
34. Kowall, T.; Foglia, F.; Helm, L.; Merbach, A. E. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 3790-3799.
35. Kowall, T.; Foglia, F.; Helm, L.; Merbach, A. E. Chem. - Eur. J. 1996, 2, 285-294.
36. Van Veggel, F. C. J. M.; Reinhoudt, D. N. Chem. - Eur. J. 1999, 5, 90-95.
37. Kim, H.-S. Chem. Phys. Lett. 2000, 330, 570-576.
38. Floris, F.; Tani, A. J. Chem. Phys. 2001, 115, 4750-4765.
39. Clavaguéra, C.; Pollet, R.; Soudan, J. M.; Brenner, V.; Dognon, J.-P. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 7614-7616.
40. Clavaguéra, C.; Calvo, F.; Dognon, J. J. Chem. Phys. 2006, 124, art. no. 074505.
41. Duvail, M.; Souaille, M.; Spezia, R.; Cartailler, T.; Vitorge, P. J. Chem. Phys. 2007, 127, art. no. 034503.
42. Duvail, M.; Spezia, R.; Vitorge, P. Chem. Phys. Chem. 2008, 9, 693-696.
43. Glendening, E. D.; Petillo, P. A. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 1489-1493.
44. Hughes, S. R.; Nguyen, T.-N; Capobianco, J. A.; Peslherbe, G. H. Intl. J. Mass Spectrom. 2005, 241, 283-294.
45. Ikeda, T.; Hirata, M.; Kimura, T. J. Chem. Phys. 2005, 122, art. no. 244507.
46. Yazyev, O. V.; Helm, L. J. Chem. Phys. 2007, 127, art. no. 084506.
47. Ren, P.; Ponder, J. W. J. Phys.Chem. B 2003, 107, 5933-5947.
48. Grossfield, A.; Ren, P.; Ponder, J. W. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 15671-15682.
49. Curtiss, L. A.; Halley, J. W.; Hautman, J.; Rahman, A. J. Chem. Phys. 1987, 86, 2319-2327.
50. Pappalardo, R. R.; Martínez, J. M.; Sánchez-Marcos, E. J. Phys. Chem. 1996, 100, 11748-11754.
51. Martínez, J. M.; Hernández-Cobos, J.; Saint-Martin, H.; Pappalardo, R. R.; Ortega-Blake, I.; Sánchez-Marcos, E. J. Chem. Phys. 2000, 112, 2339-2347.
52. Bock, C. W.; Markham, G. D.; Katz, A. K.; Glusker, J. P. Inorg. Chem. 2003, 42, 1538-1548.
53. Laio, A.; Parrinello, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 12562-12566.
54. Rode, B. M.; Hofer, T. S. Pure Appl. Chem. 2006, 78, 525-539.
55. Saint-Martin, H.; Hernández-Cobos, J.; Bernal-Uruchurtu, M. I.; Ortega-Blake, I.; Berendsen, H. J. C. J. Chem. Phys. 2000, 113, 10899-10912.
56. Partridge, H.; Schwenke, D. W. J. Chem. Phys. 1997, 106, 4618-4639.
57. Klopper, W.; van Duijneveldt-van de Rijdt, J. G. C. M.; van Duijneveldt, F. B. Phys. Chem. Chem. Phys. 2000, 2, 2227-2234.
58. Dolg, M.; Stoll, H.; Savin, A.; Preuss, H. Theor. Chim. Acta. 1989, 75, 173.
59. Frisch, M. J., et al. Gaussian 94, Revision A.1; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 1995.
60. Clavaguéra, C.; Dognon, J. Chem. Phys. 2005, 311, 169-176.
61. Boys, S. F.; Bernardi, F. Mol. Phvs. 1970, 19, 553-566.
62. Hess, B.; Kutzner, C.; van der Spoel, D.; Lindahl, E. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 435-447.
63. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; van Gunsteren, W. F.; DiNola, A.; Haak, J. R. J. Chem. Phys. 1984, 81, 3684-3690.
64. Darden, T.; York, D.; Pedersen, L. J. Chem. Phys. 1993, 98, 10089-10092.
65. Essman, U.; Perera, L.; Berkowitz, M. L.; Darden, T.; Lee, H.; Pedersen, L. G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 8577-8593.
66. Hess, B.; Saint-Martin, H.; Berendsen, H. J. C. J. Chem. Phys. 2002, 116, 9602-9610.
67. Soper, A. K. Chem. Phys. 2000, 258, 121-137.
68. Fine, R. A.; Millero, F. J. J. Chem. Phys. 1973, 59, 5529-5536.
69. Hare, D. E.; Sorensen, C. M. J. Chem. Phys. 1986, 84, 5085-5089.
70. Sato, H.; Uematsu, M.; Watanabe, K.; Saul, A.; Wagner, W. J. Phys. Chem. Ref. Data 1988, 17, 1439-1540.
71. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 75th ed.; Lide, D. R., Ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, 1994.
72. Guillot, B.; Guissani, Y. J. Chem. Phys. 2001, 114, 6720-6733.
73. Kell, G. S. J. Chem. Eng. Data 1975, 20, 97.
74. Fernández, D. P.; Mulev, Y.; Goodwin, A. R. H.; Sengers, J. M. H. L. J. Phys.Chem. Ref. Data 1995, 24, 33-69.
75. Badyal, Y. S.; Saboungi, M. L.; Price, D. L.; Shastri, S. D.; Haeffner, D. R.; Soper, A. K. J. Chem. Phys. 2000, 112, 9206-9208.
76. Ichikawa, K.; Kameda, Y.; Yamaguchi, T.; Wakita, H.; Misawa, M. Mol. Phys. 1991, 73, 79-86.
77. Moriarty, N. W.; Karlstrom, G. J. Chem. Phys. 1997, 106, 6470-6474.
78. Nymand, T. M.; Åstrand, P. O. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 10039-10044.
79. Thiessen, W. E.; Narten, A. H. J. Chem. Phys. 1982, 77, 2656-2662.
80. Krynicki, K.; Green, C. D.; Sawyer, D. W. Discuss. Faraday Soc. 1978, 66, 199-208.
81. Halle, B.; Wennerström, H. J. Chem. Phys. 1981, 75, 1928-1943.
82. Kastenholz, M. A.; Hünenberger, P. H. J. Chem. Phys. 2006, 124, art. no. 124106.
83. Kastenholz, M. A.; Hünenberger, P. H. J. Chem. Phys. 2006, 124, art. no. 224501.
84. Marcus, Y. Biophys. Chem. 1994, 51, 111-127.
85. Cosentino, U.; Moro, G.; Pitea, D.; Calabi, L.; Maiocchi, A. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 1997, 392, 75-85.
86. Cosentino, U.; Villa, A.; Pitea, D.; Moro, G.; Barone, V. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 8001-8007.
87. Amovilli, C.; Barone, V.; Cammi, R.; Cances, E.; Coss, M.; Mennucci, B.; Pommelli, C. S.; Tomasi, J. Adv. Quantum Chem. 1998, 32, 227.
88. Allen, P.; Bucher, J.; Shuh, D.; Edelstein, N.; Craig, I. Inorg. Chem. 2000, 39, 595-601.
89. Kowall, T.; Foglia, F.; Helm, L.; Merbach, A. E. J. Phys. Chem. 1995, 99, 13078-13087.
90. Chaussedent, S.; Monteil, A. J. Chem. Phys. 1996, 105, 6532-6237.
91. Martínez, J. M.; Torrico, F.; Pappalardo, R. R.; Sánchez-Marcos, E. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 15851-15855.
92. Impey, R. W.; Madden, P. A.; McDonald, I. R. J. Phys. Chem. 1983, 87, 5071-5083.
93. Helm, L.; Merbach, A. E. J. Chem. Soc. Dalton Trans. 2002, 5, 633-641.
94. Helm, L.; Merbach, A. E. Coord. Chem. Rev. 1999, 187, 151-181.
95. Carrillo-Tripp, M.; Saint-Martin, H.; Ortega-Blake, I. J. Chem. Phys. 2003, 118, 7062-7073.
96. Krekeler, C.; Hess, B.; Delle Site, L. J. Chem. Phys. 2006, 125, art. no. 054305.
97. Krekeler, C.; Delle Site, L. J. Phys.: Condens. Matter 2007, 19, art. no. 192101.
98. Whitfield, T. W.; Varma, S.; Harder, E.; Lamoureux, G.; Rempe, S. B.; Roux, B. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 2068-2082.
99. Sillanpää, A. J.; Päivärinta, J. T.; Hotokka, M. J.; Rosenholm, J. B.; Laasonen, K. E. J. Phys.Chem. A 2001, 105, 10111-10122.
100. Swaddle, T. W.; Rosenqvist, J.; Yu, P.; Bylaska, E.; Phillips, B. L.; Casey, W. H. Science 2005, 308, 1450-1453.
101. Ramírez-Solís, A.; Hernández-Cobos, J.; Vargas, M. C. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 7637-7641.
102. Coskuner, O.; Jarvis, E. A. A.; Allison, T. C. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 7853-7855.
103. Valdez-González, M.; Saint-Martin, H.; Hernández-Cobos, J.; Espinar, R. A.; Sánchez-Marcos, E.; Ortega-Blake, I. J. Chem. Phys. 2007, 127, art. no. 224507.
104. Pollet, R.; Clavaguéra, C.; Dognon, J. J. Chem. Phys. 2006, 124, art. no. 164103.
105. San-Román, M.; Carrillo-Tripp, M.; Saint-Martin, H.; Hernández-Cobos, J.; Ortega-Blake, I. Theor. Chem. Acc. 2006, 115, 177-189.