An assessment of theoretical methods for nonbonded interactions: Comparison to complete basis set limit coupled-cluster potential energy curves for the benzene dimer, the methane dimer, benzene-methane, and benzene-H2S

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 113, Issue 38, 2009, Pages 10146-10159

  David Sherrill, C ^a   Takatani, Tait ^a   Hohenstein, Edward G ^a  

^a Georgia Institute of Technology   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BASIS SETS; BENZENE DIMERS; CCSD; COMPLETE BASIS SET LIMIT; COMPLETE BASIS SETS; COUPLED CLUSTERS; COUPLED-CLUSTER SINGLES; COUPLED-CLUSTER SINGLES AND DOUBLES; DENSITY FITTING; DUAL BASIS; FUNCTIONALS; GENERALIZED GRADIENT APPROXIMATIONS; INTERACTION ENERGIES; LOCAL CORRELATIONS; NONBONDED INTERACTION; POTENTIAL ENERGY CURVES; SECOND ORDER PERTURBATION THEORY; SPEED-UPS; TEST CASE; TEST SETS;

BENZENE; DYES; METHANE; OLIGOMERS; PERTURBATION TECHNIQUES; POTENTIAL ENERGY; PROBABILITY DENSITY FUNCTION; SET THEORY;

DENSITY FUNCTIONAL THEORY;

BENZENE; HYDROGEN SULFIDE; METHANE;

ARTICLE; CHEMICAL MODEL; CHEMISTRY; COMPARATIVE STUDY; COMPUTER SIMULATION; DIMERIZATION; QUANTUM THEORY;

BENZENE; COMPUTER SIMULATION; DIMERIZATION; HYDROGEN SULFIDE; METHANE; MODELS, CHEMICAL; QUANTUM THEORY;

EID: 70349249418     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp9034375     Document Type: Article

References (99)

1. Lehn, J.-M. Supramolecular Chemistry: Concepts and Perspectives; VCH: New York, 1995.
2. Steed, J. W. ; Atwood, J. L. Supramolecular Chemistry: A Concise Introduction; Wiley: New York, 2000.
3. Meyer, E. A.; Castellano, R. K.; Diederich, F. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 1210-1250.
4. Paliwal, S.; Geib, S.; Wilcox, C. S. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 4497-4498.
5. Kim, E.; Paliwal, S.; Wilcox, C. S. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 11192-11193.
6. Adams, H.; Carver, F. J.; Hunter, C. A.; Morales, J. C.; Seward, E. M. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1996, 35, 1542-1544.
7. Carver, F. J.; Hunter, C. A.; Livingstone, D. J.; McCabe, J. F.; Seward, E. M. Chem.-Eur. J. 2002, 8, 2848-2859.
8. Cozzi, F.; Ponzini, F.; Annunziata, R.; Cinquini, M.; Siegel, J. S. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1995, 34, 1019-1020.
9. Cozzi, F.; Siegel, J. S. Pure Appl. Chem. 1995, 67, 683-689.
10. Cozzi, F.; Cinquini, M.; Annuziata, R.; Dwyer, T.; Siegel, J. S. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 5729-5733.
11. Rashkin, M. J.; Waters, M. L. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 1860-1861.
12. Nakamura, K.; Houk, K. N. Org. Lett. 1999, 1, 2049-2051.
13. Ribas, J.; Cubero, E.; Luque, F. J.; Orozco, M. J. Org. Chem. 2002, 67, 7057-7065.
14. Sinnokrot, M. O.; Valeev, E. F.; Sherrill, C. D. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 10887-10893.
15. Tsuzuki, S.; Honda, K.; Uchimaru, T.; Mikami, M.; Tanabe, K. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 104-112.
16. Krause, H.; Ernstberger, B.; Neusser, H. J. Chem. Phys. Lett. 1991, 184, 411-417.
17. Grover, J. R.; Walters, E. A.; Hui, E. T. J. Phys. Chem. 1987, 91, 3233-3237.
18. Sinnokrot, M. O.; Sherrill, C. D. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 10200-10207.
19. Podeszwa, R.; Bukowski, R.; Szalewicz, K. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 10345-10354.
20. DiStasio, R. A.; vonHelden, G.; Steele, R. P.; Head-Gordon, M. Chem. Phys. Lett. 2007, 437, 277-283.
21. Pavone, M.; Rega, N.; Barone, V. Chem. Phys. Lett. 2008, 452, 333-339.
22. Gräfenstein, J.; Cremer, D. J. Chem. Phys. 2009, 130, 124105.
23. Pitoňák, M.; Neogrády, P.; Řezá č, J.; Jurečka, P.; Urban, M.; Hobza, P. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 1829-1834.
24. Lee, E. C.; Kim, D.; Jurečka, P.; Tarakeshwar, P.; Hobza, P.; Kim, K. S. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 3446-3457.
25. Tschumper, G. S. In Reviews in Computational Chemistry; Lipkowitz, K. B., Cundari, T. R., Eds.; Wiley: Hoboken, NJ, 2009; Vol.26; pp 39-90.
26. Sinnokrot, M. O.; Sherrill, C. D. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7690-7697.
27. Ringer, A. L.; SinnoMot, M. O.; Lively, R. P.; Sherrill, C. D. Chem.-Eur. J. 2006, 12, 3821-3828.
28. Tauer, T. P.; Sherrill, C. D. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 10475-10478.
29. Ringer, A. L.; Figgs, M. S.; Sinnokrot, M. O.; Sherrill, C. D. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 10822-10828.
30. Ringer, A. L.; Senenko, A.; Sherrill, C. D. Protein Sci. 2007, 16, 2216-2223.
31. Ringer, A. L.; Sherrill, C. D. Chem.-Eur. J. 2008, 14, 2542-2547.
32. Hohenstein, E. G.; Sherrill, C. D. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 878-886.
33. Sherrill, C. D.; Sumpter, B. G.; SinnoMot, M. O.; Marshall, M. S.; Hohenstein, E. G.; Walker, R. C.; Gould, I. R. J. Comput. Chem. In press.
34. Grimme, S. J. Chem. Phys. 2003, 118, 9095-9102.
35. Hill, J. G.; Platts, J. A. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 80-85.
36. Distasio, R. A.; Head-Gordon, M. Mol. Phys. 2007, 105, 1073-1083.
37. Takatani, T.; Hohenstein, E. G.; Sherrill, C. D. J. Chem. Phys. 2008, 128, 124111.
38. Tauer, T. P.; Derrick, M. E.; Sherrill, C. D. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 191-196.
39. Park, Y. C.; Lee, J. S. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 5091-5095.
40. Werner, H.-J.; Knowles, P. J.; Lindh, R.; Manby, F. R.; Schütz, M.; Celani, P.; Korona, T.; Rauhut, G.; Amos, R. D.; Bernhardsson, A.; Berning, A.; Cooper, D. L.; Deegan, M. J. O.; Dobbyn, A. J.; Eckert, F.; Hampel, C.; Hetzer, G.; Lloyd, A. W.; McNicholas, S. J.; Meyer, W.; Mura, M. E.; Nicklass, A.; Palmieri, P.; Pitzer, R.; Schumann, U.; Stoll, H.; Stone, A. J.; Tarroni, R.; Thorsteinsson, T. Molpro, version 2006. 1, a package of ab initio programs; http://www.molpro.net (2006).
41. Crawford, T. D.; Sherrill, C. D.; Valeev, E. F.; Fermann, J. T.; King, R. A.; Leininger, M. L.; Brown, S. T.; Janssen, C. L.; Seidl, E. T.; Kenny, J. P.; Allen, W. D. J. Comput. Chem. 2007, 28, 1610-1616.
42. Gauss, J.; Stanton, J. F. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 2865-2868.
43. Edwards, T. H.; Moncur, N. K.; Snyder, L. E. J. Chem. Phys. 1967, 46, 2139-2142.
44. Dunning, T. H. J. Chem. Phys. 1989, 90, 1007-1023.
45. Kendall, R. A.; Dunning, T. H.; Harrison, R. J. J. Chem. Phys. 1992, 96, 6796-6806.
46. Mintz, B.; Lennox, K. P.; Wilson, A. K. J. Chem. Phys. 2004, 121, 5629-5634.
47. Elsohly, A. M.; Tschumper, G. S. Int. J. Quantum Chem. 2009, 109, 91.
48. Halkier, A.; Klopper, W.; Helgaker, T.; Jørgensen, P.; Taylor, P. R. J. Chem. Phys. 1999, 111, 9157-9167.
49. Weigend, F. Phys. Chem. Chem. Phys. 2002, 4, 4285-4291.
50. Weigend, F.; Köhn, A.; Hättig, C. J. Chem. Phys. 2002, 116, 3175-3183.
51. Steele, R. P.; DiStasio, R. A.; Shao, Y.; Kong, J.; Head-Gordon, M. J. Chem. Phys. 2006, 125, 074108-074111.
52. Shao, Y.; Moinar, L. F.; Jung, Y.; Kussmann, J.; Ochsenfeld, C.; Brown, S. T.; Gilbert, A. T. B.; Slipchenko, L. V.; Levchenko, S. V.; O'Neill, D. P.; Jr, R. A. D.; Lochan, R. C.; Wang, T.; Beran, G. J. O.; Besley, N. A.; Herbert, J. M.; Lin, C. Y.; Voorhis, T. V.; Chien, S. H.; Sodt, A.; Steele, R. P.; Rassolov, V. A.; Maslen, P. E.; Korambath, P. P.; Adamson, R. D.; Austin, B.; Baker, J.; Byrd, E. F. C.; Dachsel, H.; Doerksen, R. J.; Dreuw, A.; Dunietz, B. D.; Dutoi, A. D.; Furlani, T. R.; Gwaltney, S. R.; Heyden, A.; Hirata, S.; Hsu, C.-P.; Kedziora, G.; Khalliulin, R. Z.; Klunzinger, P.; Lee, A. M.; Lee, M. S.; Liang, W.; Lotan, I.; Nair, N.; Peters, B.; Proynov, E. I.; Pieniazek, P. A.; Rhee, Y. M.; Ritchie, J.; Rosta, E.; Sherrill, C. D.; Simmonett, A. C.; Subotnik, J. E.; Woodcock, H. L.; Zhang, W.; Bell, A. T.; Chakraborty, A. K.; Chipman, D. M.; Keil, F. J.; Warshel, A.; Hehre, W. J.; Schaefer, H. F.; Kong, J.; Krylov, A. I.; Gill, P. M. W.; Head-Gordon, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 3172-3191.
53. Boys, S. F.; Bernardi, F. Mol. Phys. 1970, 19, 553-566.
54. Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; ChabalowsM, C. F.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623-11627.
55. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868.
56. Zhao, Y.; Schultz, N. E.; Truhlař, D. G. J. Chem. Phys. 2005, 123, 161103.
57. Zhao, Y.; Schultz, N. E.; Truhlař, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 364-382.
58. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 2006, 125, 194101.
59. Johnson, E. R.; Wolkow, R. A.; DiLabio, G. A. Chem. Phys. Lett. 2004, 394, 334-338.
60. Johnson, E. R.; Becke, A. D.; Sherrill, C. D.; DiLabio, G. A. J. Chem. Phys. 2009, 131, 034111.
61. Grimme, S. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1463-1473.
62. Grimme, S. J. Comput. Chem. 2006, 27, 1787-1799.
63. Janowski, T.; Pulay, P. Chem. Phys. Lett. 2007, 447, 27-32.
64. Hill, J. G.; Platts, J. A.; Werner, H. Phys. Chem Chem. Phys. 2006, 8, 4072-4078.
65. Pipek, J.; Mezey, P. G. J. Chem. Phys. 1989, 90, 4916-4926.
66. Boughton, J. W.; Pulay, P. J. J. Comput. Chem. 1993, 14, 736-740.
67. Saebø, S.; Tong, W.; Pulay, P. J. Chem. Phys. 1993, 98, 2170-2176.
68. Hopkins, B. W.; Tschumper, G. S. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 2941-2948.
69. East, A. L. L.; Allen, W. D. J. Chem. Phys. 1993, 99, 4638-4650.
70. Császár, A. G.; Allen, W. D.; Schaefer, H. F. J. Chem. Phys. 1998, 108, 9751-9764.
71. Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Trucks, G. W.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1991, 94, 7221-7230.
72. Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Redfern, P. C.; Rassolov, V.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1998, 109, 7764-7776.
73. Karton, A.; Rabinovich, E.; Martin, J. M. L.; Ruscic, B. J. Chem. Phys. 2006, 125, 144108.
74. Bacon, G. E.; Curry, N. A.; Wilson, S. A. Proc. R. Soc. London, Ser. A 1964, 279, 98-100.
75. Friesner, R. A.; Murphy, R. B.; Beachy, M. D.; Ringnalda, M. N.; Pollard, W. T.; Dunietz, B. D.; Cao, Y. J. Phys. Chem. A 1999,103, 1913-1928.
76. Martinez, T. J.; Carter, E. A. In Modem Electronic Structure Theory; Yarkony, D. R., Ed.; Advanced Series in Physical Chemistry; World Scientific: Singapore, 1995; Vol.2, pp 1132-1165.
77. Vahtras, O.; Almlöf, J.; Feyereisen, M. W. Chem. Phys. Lett. 1993, 213, 514-518.
78. Feyereisen, M.; Fitzgerald, G.; Komornicki, A. Chem. Phys. Lett. 1993, 208, 359-363.
79. Werner, H.-J.; Manby, F. R.; Knowles, P. J. J. Chem. Phys. 2003, 118, 8149-8160.
80. Saebø, S.; Pulay, P. Chem. Phys. Lett. 1985, 113, 13-18.
81. Pulay, P.; Saebø, S. Theor. Chim. Acta 1986, 69, 357-368.
82. Saebø, S.; Pulay, P. J. Chem. Phys. 1988, 88, 1884-1890.
83. Maslen, P. E.; Head-Gordon, M. Chem Phys. Lett. 1998,283, 102-108.
84. Hetzer, G.; Pulay, P.; Werner, H.-J. Chem. Phys. Lett. 1998, 290, 143-149.
85. Scuseria, G. E.; Ayala, P. Y. J. Chem. Phys. 1999, 111, 8330-8343.
86. Lee, M. S.; Maslen, P. E.; Head-Gordon, M. J. Chem. Phys. 2000, 112, 3592-3601.
87. Schutz, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2002, 4, 3941-3947.
88. Venkatnathan, A.; Szilva, A. B.; Walter, D.; Gdanitz, R. J.; Carter, E. A. J. Chem. Phys. 2004, 120, 1693-1704.
89. Jurečka, P.; Šponer, J.; Èerný, J.; Hobza, P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 1985-1993.
90. von Lilienfeld, O. A.; Tavernelli, I.; Rothlisberger, U.; Sebastiani, D. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 153004.
91. von Lilienfeld, O. A.; Tavernelli, I.; Rothlisberger, U.; Sebastiani, D. Phys. Rev. B 2005, 71, 195119.
92. Puzder, A.; Dion, M.; Langreth, D. C. J. Chem. Phys. 2006, 124, 164105.
93. Becke, A. D.; Johnson, E. R. J. Chem. Phys. 2005, 123, 154101.
94. Johnson, E. R.; Becke, A. D. J. Chem. Phys. 2005, 123, 024101.
95. Becke, A. D.; Johnson, E. R. J. Chem. Phys. 2006, 124, 014104.
96. Podeszwa, R.; Szalewicz, K. Chem. Phys. Lett. 2005, 412, 488-493.
97. Hesselmann, A.; Jansen, G.; Schütz, M. J. Chem. Phys. 2005, 122, 014103.
98. Zhao, Y.; Truhlař, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 289-300.
99. Arunan, E.; Gutowsky, H. S. J. Chem. Phys. 1993, 98, 4294-4296.