Thermochemistry and electronic structure of small boron clusters (B n, n = 5 - 13) and their anions

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 114, Issue 2, 2010, Pages 994-1007

  Tai, Truong Ba ^a   Grant, Daniel J ^b   Nguyen, Minh Tho ^a,b   Dixon, David A ^b  

^a UNIVERSITY OF LEUVEN   (Belgium)

^b UNIVERSITY OF ALABAMA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ADIABATIC ELECTRON AFFINITY; AROMATICITIES; BASIS SETS; BORON CLUSTERS; CCSD CALCULATIONS; COMPLETE BASIS SET LIMIT; COUPLED-CLUSTER THEORY; DELOCALIZATIONS; DETACHMENT ENERGY; ELECTRON LOCALIZATION FUNCTION; ENTHALPIES OF FORMATION; EXPERIMENTAL VALUES; RESONANCE ENERGIES; THERMOCHEMICAL PARAMETERS;

BINDING ENERGY; BORON; BORON COMPOUNDS; ELECTRIC CIRCUIT BREAKERS; ELECTRIC EXCITATION; ELECTRON AFFINITY; ELECTRONIC STRUCTURE; NEGATIVE IONS; RESONANCE; THERMOCHEMISTRY;

CONTEXT SENSITIVE GRAMMARS;

EID: 75249095941     PISSN: 10895639     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp9085848     Document Type: Article

References (118)

1. (a) Hanley, L.; Anderson, S. L. J. Chem. Phys. 1988, 89, 2848.
2. (b) Hanley, L.; Whitten, J. L.; Anderson, S. L. J. Chem. Phys. 1988, 92, 5803.
3. (c) Hintz, P. A.; Ruatta, S. A.; Anderson, S. L. J. Chem. Phys. 1990, 92, 292.
4. (d) Hintz, P. A.; Ruatta, S. A.; Anderson, S. L. J. Chem. Phys. 1991, 94, 6446.
5. (e) Smolanof f, J.; Lapicki, A.; Kline, N.; Anderson, S. L. J. Phys. Chem. 1995, 99, 16276.
6. (f) Peiris, D.; Lapicki, A.; Anderson, S. L.; Napora, R.; Linder, D.; Page, M. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 9935.
7. (g) Lapicki, A.; Peiris, D.; Anderson, S. L. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 226.
8. (a) Kato, H.; Tanaka, E. J. Comput. Chem. 1991, 12, 1097.
9. (b) Kato, H.; Yamashita, K.; Morokuma, K. Chem. Phys. Lett. 1992, 190, 361.
10. Ray, A. K.; Howard, I. A.; Kanal, K. M. Phys. Rev.B 1992, 45, 14247.
11. Boustani, I. Phys. Rev.B 1997, 55, 16426.
12. Bonacic-Koutecky, V.; Fantucci, P.; Koutecky, J. Chem. Rev. 1991, 91, 1035.
13. (a) Zubarev, D. Y.; Boldyrev, A. I. J. Comput. Chem. 2006, 28, 251.
14. (b) Rincon, L.; Almeida, R.; Alvarellos, J. E.; Garcia-Aldea, D.; Hasmy, A.; Gonzalez, C. Dalton Trans. 2009, 3328.
15. Li, Q.; Zhao, Yi.; Xu, W.; Li, N. Int. J. Quantum Chem. 2004, 101, 219.
16. Drummond, M. L.; Meunier, V.; Sumpter, B. G. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 6539.
17. Tanimoto, M.; Saito, S.; Hirota, E. J. Chem. Phys. 1986, 84, 1210.
18. (a) Burkholder, T. R.; Andrews, L. J. Chem. Phys. 1991, 95, 8697.
19. (b) Maki, A. G.; Burkholder, J. B.; Sinha, A.; Howard, C. J. J. Mol. Spectrosc. 1988, 130, 238.
20. (a) Green, G. J.; Gole, J. L. Chem. Phys. Lett. 1980, 69, 45.
21. (b) Gole, J. L.; Ohllson, B.; Green, G. Chem. Phys. 2001, 273, 59.
22. Ruscic, B. M.; Curtius, L. A.; Berkowitz, J. J. Chem. Phys. 1984, 80, 3962.
23. Wenthold, P. G.; Kim, J. B.; Jonas, K. L.; Lineberger, W. C. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 4472.
24. Li, S. D.; Zhai, H. J.; Wang, L. S. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 2753.
25. Atis, M.; Ozdogan, C. Int. J. Quantum Chem. 2007, 107, 729.
26. Zhai, H. J.; Wang, L. S.; Zubarev, D. Y.; Boldyrev, A. I. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 1689.
27. (a) La Placa, S. J.; Roland, P. A.; Wynne, J. J. Chem. Phys. Lett. 1992, 190, 163.
28. (b) Roland, P. A.; Wynne, J. J. J. Chem. Phys. 1993, 99, 8599.
29. Feng, X. J.; Lou, Y. H. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 2420.
30. Yang, Z.; Yan, Y. L.; Zhao, W. J.; Lei, X. L.; Ge, G. X.; Lou, Y. H. Acta Phys. Sin. 2007, 56, 2590.
31. Wang, R. X.; Zhang, D. J.; Zhu, R. X.; Liu, C. B. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 2007, 822, 119.
32. (a) Cabria, I.; Lopez, M. J.; Alonso, J. A. Nanotechnology 2006, 17, 778.
33. (b) Wu, G.; Wang, J.; Zhang, X.; Zhu, L. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 7052.
34. Quandt, A.; Boustani, I. ChemPhysChem 2005, 6, 2001.
35. (a) Gopakumar, G.; Nguyen, M. T.; Ceulemans, A. Chem. Phys. Lett. 2008, 450, 175.
36. (b) Gopakumar, G.; Nguyen, M. T.; Ceulemans, A. Chem. Phys. Lett. 2008, 46126.
37. (a) Boustani, I. Int. J. Quantum Chem. 1994, 52, 1081.
38. (b) Boustani, I. Chem. Phys. Lett. 1995, 233, 273.
39. (c) Boustani, I. Chem. Phys. Lett. 1995, 240, 135.
40. Alexandrova, A. N.; Boldyrev, A. I.; Zhai, H. J.; Wang, L. S. Coord. Chem. Rev. 2006, 250, 2811.
41. Zhai, H. J.; Kiran, B.; Li, J.; Wang, L. S. Nat. Mater. 2003, 2, 827.
42. Zhai, H. J.; Alexandrova, A. N.; Birch, K. A.; Boldyrev, A. I.; Wang, L. S. Ansew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 6004.
43. Sergeeva, A. P.; Zubarev, D. Y.; Zhai, H. J.; Boldyrev, A. I.; Wang, L. S. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 7244.
44. Aihara, J. I.; Kanno, H.; Ishida, T. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 13324.
45. Nguyen, M. T.; Matus, M. H.; Ngan, V. T.; Grant, D. J.; Dixon, D. A. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 4895.
46. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; 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 C.01; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
47. Werner, H.-J.; Knowles, P. J.; Amos, R. D.; Bernhardsson, A.; Berning, A.; Celani, P.; Cooper, D. L.; Deegan, M. J. O.; Dobbyn, A. J.; Eckert, F.; Hampel, C.; Hetzer, G.; Korona, T.; Lindh, R.; Lloyd, A. W.; McNicholas, S. J.; Manby, F. R.; Meyer, W.; Mura, M. E.; Nicklass, A.; Palmieri, P.; Pitzer, R. M.; Rauhut, G.; Schtz, M.; Stoll, H.; Stone, A. J.; Tarroni, R.; Thorsteinsson, T. MOLPRO-2002, a package of initio programs; Universitat Stuttgart: Stuttgart, Germany; University of Birmingham: Birmingham, United Kingdom, 2002.
48. (a) Peterson, K. A.; Xantheas, S. S.; Dixon, D. A.; Dunning, T. H., Jr. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 2449.
49. (b) Feller, D.; Peterson, K. A. J. Chem. Phys. 1998, 108, 154.
50. (c) Dixon, D. A.; Feller, D. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 8209.
51. (d) Feller, D.; Peterson, K. A. J. Chem. Phys. 1999, 110, 8384.
52. (e) Feller, D.; Dixon, D. A. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 6413.
53. (f) Feller, D. J. Chem. Phys. 1999, 111, 4373.
54. (g) Feller, D.; Dixon, D. A. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 3048.
55. (h) Feller, D.; Sordo, J. A. J. Chem. Phys. 2000, 113, 485.
56. (i) Feller, D.; Dixon, D. A. J. Chem. Phys. 2001, 115, 3484.
57. (j) Dixon, D. A.; Feller, D.; Sandrone, G. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 4744.
58. (k) Ruscic, B.; Wagner, A. F.; Harding, L. B.; Asher, R. L.; Feller, D.; Dixon, D. A.; Peterson, K. A.; Song, Y.; Qian, X.; Ng, C.; Liu, J.; Chen, W.; Schwenke, D. W. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 2727.
59. (l) Feller, D.; Dixon, D. A.; Peterson, K. A. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 7053.
60. (m) Dixon, D. A.; Feller, D.; Peterson, K. A. J. Chem. Phys. 2001, 115, 2576.
61. (a) Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Redfern, P. C.; Rassolov, V.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1998, 109, 7764.
62. (b) Baboul, A. G.; Curtiss, L. A.; Redfern, P. C. J. Chem. Phys. 1999, 110, 7650.
63. Bartlett, R. J.; Musial, M. Rev. Mod. Phys 2007, 79, 291, and references therein.
64. (a) Dunning, T. H. J. Chem. Phys. 1989, 90, 1007.
65. (b) Kendell, R. A.; Dunning, T. H.; Harrison, R. J. J. Chem. Phys. 1992, 96, 6796.
66. Rittby, M.; Bartlett, R. J. J. Phys. Chem. 1988, 92, 3033.
67. Knowles, P. J.; Hampel, C.; Werner, H.-J. J. Chem. Phys. 1994, 99, 5219.
68. Deegan, M. J. O.; Knowles, P. J. Chem. Phys. Lett. 1994, 227. 321.
69. Peterson, K. A.; Woon, D. E.; Dunning, T. H., Jr. J. Chem. Phys. 1994, 700, 7410.
70. (a) Helgaker, T.; Klopper, W.; Koch, H.; Nagel, J. J. Chem. Phys. 1997, 106, 9639.
71. (b) Halkier, A.; Helgaker, T.; J0rgensen, P.; Klopper, W.; Koch, H.; Olsen, J.; Wilson, A. K. Chem. Phys. Lett. 1998, 286, 243.
72. (a) Douglas, M.; Kroll, N. M. Ann. Phys. 1974, 82, 89-155.
73. (b) Hess, B. A. Phys. Rev.A 1985, 32, 756-763.
74. (c) Hess, B. A. Phys. Rev.A 1986, 33, 3742-3748.
75. de Jong, W. A.; Harrison, R. J.; Dixon, D. A. J. Chem. Phys. 2001, 114, 48.
76. EMSL basis set library. http://www.emsl.pnl.gov/forms/basisform. html.
77. Moore, C. E. Atomic Energy Levels as Derived from the Analysis of Optical Spectra, Volume 1, H to V; U.S. National Bureau of Standards Circular 467, U.S. Department of Commerce; National Technical Information Service, COM-72-50282: Washington, D.C., 1949.
78. Karton, A.; Martin, J. M. L. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 5936.
79. Curtiss, L. A.; Raghavachari, K.; Redfern, P. C.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1997, 106, 1063.
80. Zhan, C. G.; Zheng, F.; Dixon, D. A. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 14795.
81. Becke, A.; Edgecombe, K. J. Chem. Phys. 1990, 92, 5397.
82. (a) Silvi, B.; Savin, A. Nature 1994, 371, 683.
83. (b) Savin, A.; Becke, A.; Flad, D.; Nesper, R.; Preuss, H.; Schnering, H. V. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1991, 30, 409.
84. (c) Savin, A.; Silvi, B.; Colonna, F. Can. J. Chem. 1996, 74, 1088.
85. Santos, J. C.; Tiznado, W.; Contreras, R.; Fuentealba, P. J. Chem. Phys. 2004, 120, 1670.
86. (a) Noury, S.; Krokidis, X.; Fuster, F.; Silvi, B. TOPMOD Package; Universite Pierre et Marie Curie: Paris, 1997.
87. (b) Noury, S.; Krokidis, X.; Fuster, F.; Silvi, B. Comput. Chem. (Oxford) 1999, 23, 597.
88. Kohout, M. DGrid, version 2.3; Max-Planck-Institut fur Chemische Physik fester Stof fe: Dresden, Germany, 2001.
89. (a) Laaksonen, L. J. Mol. Graph. 1992, 10, 33.
90. (b) Bergman, D. L.; Laaksonen, L.; Laaksonen, A. J mol graphics model 1997, 15, 301.
91. Chase, M. W. J. Phys. Chem. Ref. Data, Monogr. 1998, 9, 1-957.
92. Li, Q. S.; Jin, H. W. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 7042.
93. Zhai, H. J.; Wang, L. S.; Alexandrova, A. N.; Boldyrev, A. I. J. Chem. Phys. 2002, 117, 7917.
94. Ricca, A.; Bauschlicher, C. W. Chem. Phys. 1996, 208, 233.
95. Niu, J.; Rao, B. K.; Jena, B. J. Chem. Phys. 1997, 707, 132.
96. Whiteside, R. A. Ph.D. Thesis, Carnegie Mellon University, Pittsburgh, PA, 1981.
97. Li, Q. S.; Jin, Q.; Lou, Q.; Tang, A. C.; Yu, J. K.; Zhang, H. X. Int. J. Quantum Chem. 2003, 94, 269.
98. Ma, J.; Li, Z.; Fan, K.; Zhou, M. Chem. Phys. Lett. 2003, 372, 708.
99. Alexandrova, A. N.; Boldyrev, A. I.; Zhai, H. J.; Wang, L. S.; Steiner, E.; Fowler, P. W. J. Phys. Chem. A 2003, 707, 1359.
100. Alexandrova, A. N.; Boldyrev, A. I.; Zhai, H. J.; Wang, L. S. J. Phys. Chem. A 2004, 70S, 3509.
101. Li, Q. S.; Gong, L. F.; Gao, Z. M. Chem. Phys. Lett. 2004, 390, 220.
102. Reis, H.; Papadopoulos, M. G.; Boustani, I. Int. J. Quantum Chem. 2002, 78, 131.
103. Boustani, I. Phys. Rev. B 1997, 55, 16426.
104. Li, Q. S.; Zhao, Y.; Xu, W.; Li, N. Int. J. Quantum Chem. 2005, 101, 219.
105. Bonacic-Koutecky, V.; Fantucci, P.; Koutecky, J. Chem. Rev., 1991, 97, 1035.
106. Zhai, H. J.; Alexandrova, A. N.; Birch, K. A.; Boldyrev, A. I.; Wang, L. S. Ansew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 6004.
107. Cao, P. L.; Zhao, W.; Li, B. X.; Song, B.; Zhou, X. Y. J. Phys: Condens. Matter. 2001, 13, 5065.
108. Satpati, P.; Sebastian, K. L. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 2007, 823, 74.
109. Lau, K. C.; Deshpande, M.; Pandey, R. Int. J. Quantum Chem. 2005, 702, 656.
110. Satpati, P.; Sebastian, K. L. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 2007, 823, 74.
111. Lau, K. C.; Deshpande, M.; Pandey, R. Int. J. Quantum Chem. 2005, 102, 656.
112. (a) Kawai, R.; Weare, J. Chem. Phys. Lett. 1992, 191, 311.
113. (b) Fowler, J. E.; Ugalde, J. M. J. Phys. Chem. A 2000, 704, 397.
114. (c) Aihara, J. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 5486.
115. Ngan, V. T.; De Haeck, J.; Le, H. T.; Gopakumar, G.; Lievens, P.; Nguyen, M. T. J. Phys. Chem. A 2009, 773, 9080, and references therein.
116. Kittel, C. Introduction to Solid State Physics, 7th ed.; Wiley: New York, 1996.
117. Nguyen, M. T.; Matus, M. H.; Dixon, D. A. Inors. Chem. 2007, 46, 7561.
118. Dewar, M. J. S.; Deal Lano, C. J. Am. Chem. Soc. 1969, 91, 789.