On the dynamics of ionic liquids: Comparisons between electronically polarizable and nonpolarizable models II

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 114, Issue 20, 2010, Pages 6886-6904

  Yan, Tianying ^a   Wang, Yanting ^b   Knox, Craig ^c  

^a NANKAI UNIVERSITY   (China)

^b INSTITUTE OF THEORETICAL PHYSICS   (China)

^c UNIVERSITY OF UTAH   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ASSOCIATION REACTIONS; DYNAMICS; ELECTROSTATICS; EXPONENTIAL FUNCTIONS; HYDROCARBONS; HYDROGEN; HYDROGEN BONDS; IONIC LIQUIDS; IONIZATION OF LIQUIDS; IONS; MOLECULAR DYNAMICS; SUPERCOOLING; VISCOSITY;

CHARGE-DIPOLE; COMPLEX DYNAMIC BEHAVIOR; DIPOLE DIPOLE INTERACTIONS; DYNAMIC HETEROGENEITY; DYNAMICAL PROPERTIES; ELECTROSTATIC INTERACTIONS; ENHANCED CONDUCTIVITY; ENTROPIC EFFECTS; ETHYL GROUPS; FREE ROTORS; FREQUENCY RANGES; GAUSSIANS; HIGHER TEMPERATURES; HIGHER-DEGREE; IMIDAZOLIUM; INTERMOLECULAR HYDROGEN BONDING; INTERMOLECULAR INTERACTIONS; ION ASSOCIATION; LIQUID STATE; MEAN SQUARED DISPLACEMENT; MEMORY FUNCTIONS; METHYL GROUP; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; POLARIZABLE MODEL; POLARIZATION EFFECT; RED SHIFT; REORIENTATIONAL MOTION; ROOM TEMPERATURE; SELF-DIFFUSION; SLOW DYNAMICS; SUPERCOOLED LIQUIDS; TRANSVERSE CURRENT CORRELATIONS; VIBRATIONAL MOTIONS;

COMPUTER SIMULATION;

EID: 77952767430     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp908914d     Document Type: Article

References (160)

1. Canongia Lopes, J. N.; Shimizu, K.; Pádua, A. A. H.; Umebayashi, Y.; Fukuda, S.; Fujii, K.; Ishiguro, S.-i. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 1465
2. Krossing, I.; Slattery, J. M.; Daguenet, C.; Dyson, P. J.; Oleinikova, A.; Weingärtner, H J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 13427
3. Inamura, Y.; Yamamuro, O.; Hayashi, S.; Hamaguchi, H. Physica B 2006, 385-386, 732
4. Xiao, D.; Hines, L. G., Jr; Li, S.; Bartsch, R. A.; Quitevis, E. L.; Russina, O.; Triolo, A. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 6426
5. Welton, T. Chem. Rev. 1999, 99, 2071
6. Wasserscheid, P.; Keim, W. Angew. Chem., Int. Ed. 2000, 39, 3772
7. Pairvulescu, V. I.; Hardacre, C. Chem. Rev. 2007, 107, 2615
8. van Rantwijk, F.; Sheldon, R. A. Chem. Rev. 2007, 107, 2757
9. El Seoud, O. A.; Koschella, A.; Fidale, L. C.; Dorn, S.; Heinze, T. Biomacromolecules 2007, 8, 2629
10. Haumann, M.; Riisager, A. Chem. Rev. 2008, 108, 1474
11. Greaves, T. L.; Drummond, C. J. Chem. Rev. 2008, 108, 206
12. Castner, E. W., Jr.; Wishart, J. F. J. Chem. Phys. 2010, 132, 120901
13. Rogers, R. D.; Voth, G. A. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 1077
14. Katayanagi, H.; Hayashi, S.; Hamaguchi, H.; Nishikawa, K. Chem. Phys. Lett. 2004, 392, 460
15. Tokuda, H.; Tsuzuki, S.; Susan, M. A. B. H.; Hayamizu, K.; Watanabe, M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 19593
16. Triolo, A.; Mandanici, A.; Russina, O.; Rodriguez-Mora, V.; Cutroni, M.; Hardacre, C.; Nieuwenhuyzen, M.; Bleif, H.-J.; Keller, L.; Ramos, M. A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 21357
17. Heimer, N. E.; Wilkes, J. S.; Wahlbeck, P. G.; Carper, W. R. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 868
18. Yan, T.; Wang, Y.; Knox, C. J. Phys. Chem. B [Online early release]. DOI:10.1021/jp9089112.
19. Del Pópolo, M. G.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 1744
20. Hu, Z.; Margulis, C. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 831
21. Hu, Z.; Margulis, C. J. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 1097
22. Habasaki, J.; Ngai, K. L. J. Chem. Phys. 2008, 129, 194501
23. Cadena, C.; Zhao, Q.; Snurr, R. Q.; Maginn, E. J. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 2821
24. Triolo, A.; Russina, O.; Hardacre, C.; Nieuwenhuyzen, M.; Gonzalez, M. A.; Grimm, H. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 22061
25. Weingärtner, H.; Knocks, A.; Schrader, W.; Kaatze, U. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 8646
26. Daguenet, C.; Dyson, P. J.; Krossing, I.; Oleinikova, A.; Slattery, J.; Wakai, C.; Weingärtner, H. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 12682
27. Weingärtner, H.; Sasisanker, P.; Daguenet, C.; Dyson, P. J.; Krossing, I.; Slattery, J. M.; Schubert, T. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 4775
28. Borodin, O.; Smith, G. D. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 11481
29. Kelkar, M. S.; Maginn, E. J. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 4867
30. Shim, Y.; Jeong, D.; Manjari, S.; Choi, M. Y.; Kim, H. J. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 1130
31. Shim, Y.; Kim, H. J. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 11028
32. Every, H. A.; Bishop, A. G.; MacFarlane, D. R.; Orädd, G.; Forsyth, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 1758
33. Tokuda, H.; Ishii, K.; Susan, M. A. B. H.; Tsuzuki, S.; Hayamizu, K.; Watanabe, M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 2833
34. Lacob, C.; Sangoro, J. R.; Serghei, A.; Naumov, S.; Kärger, J.; Friedrich, C.; Kremer, F. J. Chem. Phys. 2008, 129, 234511
35. Tokuda, H.; Hayamizu, K.; Ishii, K.; Susan, M. A. B. H.; Watanabe, M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 16593
36. Tokuda, H.; Hayamizu, K.; Ishii, K.; Susan, M. A. B. H.; Watanabe, M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 6103
37. Rivera, A.; Brodin, A.; Pugachev, A.; Rössler, E. A. J. Chem. Phys. 2007, 126, 114503
38. Wulf, A.; Ludwig, R.; Sasisanker, P.; Weingärtner, H. Chem. Phys. Lett. 2007, 439, 323
39. Triolo, A.; Russina, O.; Arrighi, V.; Juranyi, F.; Janssen, S.; Gordon, M. S. J. Chem. Phys. 2003, 119, 8549
40. Pajzderska, A.; Gonzalez, M. A.; Wasicki, J. J. Chem. Phys. 2008, 128 084507
41. Kuang, Q.; Zhang, J.; Wang, Z. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 9858
42. Qiao, B.; Krekeler, C.; Berger, R.; Site, L. D.; Holm, C. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 1743
43. Morrow, T. I.; Maginn, E. J. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 12807
44. Cho, M.; Du, M.; Scherer, N. F.; Fleming, G. R. J. Chem. Phys. 1993, 99, 2410
45. Hyun, B.-R.; Dzyuba, S. V.; Bartsch, R. A.; Quitevis, E. L. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 7579
46. Giraud, G.; Gordon, C. M.; Dunkin, I. R.; Wynne, K. J. Chem. Phys. 2003, 119, 464
47. Cang, H.; Li, J.; Fayer, M. D. J. Chem. Phys. 2003, 119, 13017
48. Rajian, J. R.; S., L.; Bartsch, R. A.; Quitevis, E. L. Chem. Phys. Lett. 2004, 393, 372
49. Shirota, H.; Funston, A. M.; Wishart, J. F.; Castner, E. W., Jr. J. Chem. Phys. 2005, 122, 184512
50. Li, J.; Wang, I.; Fruchey, K.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 10384
51. Xiao, D.; Rajian, J. R.; Li, S.; Bartsch, R. A.; Quitevis, E. L. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 16174
52. Shirota, H.; Castner, E. W., Jr. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 9388
53. Shirota, H.; Castner, E. W., Jr. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 21576
54. Urahata, S. M.; Ribeiro, M. C. C. J. Chem. Phys. 2005, 122 024511
55. Ribeiro, M. C. C. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 5008
56. Hu, Z.; Huang, X.; Annapureddy, H. V. R.; Margulis, C. J. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 7837
57. Shirota, H.; Nishikawa, K.; Ishida, T. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 9831
58. Ishida, T.; Shirota, H.; Nishikawa, K. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 9840
59. Schrödle, S.; Annat, G.; MacFarlane, D. R.; Forsyth, M.; Buchner, R.; Hefter, G. Chem. Comm. 2006, 1748
60. Asaki, M. L. T.; Redondo, A.; Zawodzinski, T. A.; Taylor, A. J. J. Chem. Phys. 2002, 116, 10377
61. Caillol, J. M.; Levesque, D.; Weis, J. J. J. Chem. Phys. 1986, 85, 6645
62. Caillol, J. M.; Levesque, D.; Weis, J. J. J. Chem. Phys. 1989, 91, 5544
63. Caillol, J. M.; Levesque, D.; Weis, J. J. J. Chem. Phys. 1989, 91, 5555
64. Wakai, C.; Oleinikova, A.; Ott, M.; Weingärtner, H. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 17028
65. Schröder, C.; Rudas, T.; Steinhauser, O. J. Chem. Phys. 2006, 125, 244506
66. Schröder, C.; Wakai, C.; Weingärtner, H.; Steinhauser, O. J. Chem. Phys. 2007, 126, 084511
67. Schröder, C.; Rudas, T.; Neumayr, G.; Gansterer, W.; Steinhauser, O. J. Chem. Phys. 2007, 127, 044505
68. Schröder, C.; Steinhauser, O. J. Chem. Phys. 2009, 131, 114504
69. Schröder, C.; Haberier, M.; Steinhauser, O. J. Chem. Phys. 2008, 128, 134501
70. Hunger, J.; Stoppa, A.; Schrödle, S.; Hefter, G.; Buchner, R. ChemPhysChem 2009, 10, 723
71. Stoppa, A.; Hunger, J.; Buchner, R.; Hefter, G.; Thoman, A.; Helm, H. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 4854
72. Hu, Z.; Margulis, C. J. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 4705
73. Maginn, E. J. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 1200
74. Kowsari, M. H.; Alavi, S.; Ashrafizaadeh, M.; Najafi, B. J. Chem. Phys. 2008, 129, 224508
75. Lynden-Bell, R. M.; Del Pópolo, M. G.; Youngs, T. G. A.; Kohanoff, J.; Hanke, C. G.; Harper, J. B.; Pinilla, C. C. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 1138
76. Bhargava, B. L.; Balasubramanian, S. J. Chem. Phys. 2005, 123, 144505
77. Siqueira, L. J. A.; Ribeiro, M. C. C. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 11776
78. Rey-Castro, C.; Vega, L. F. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 14426
79. Bagno, A.; D'Amico, F.; Saielli, G. J. Mol. Liquid 2007, 131-132, 17
80. Kelkar, M. S.; Shi, W.; Maginn, E. J. Ind. Eng. Chem. Res. 2008, 47, 9115
81. Tsuzuki, S.; Shinoda, W.; Saito, H.; Mikami, M.; Tokuda, H.; Watanabe, M. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 10641
82. Kowsari, M. H.; Alavi, S.; Ashrafizaadeh, M.; Najafi, B. J. Chem. Phys. 2009, 130, 014703
83. Dommert, F.; Schmidt, J.; Qiao, B.; Zhao, Y.; Krekeler, C.; Site, L. D.; Berger, R.; Holm, C. J. Chem. Phys. 2008, 129, 224501
84. Canongia Lopes, J. N.; Pádua, A. A. H. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 19586
85. Canongia Lopes, J. N.; Pádua, A. A. H. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 16893
86. Canongia Lopes, J. N.; Deschamps, J.; Pádua, A. A. H. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 2038
87. Canongia Lopes, J. N.; Deschamps, J.; H., P. A. A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 11250
88. Liu, Z.; Huang, S.; Wang, W. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 12978
89. Logotheti, G.; Ramos, J.; Economou, I. G. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 7211
90. Bhargava, B. L.; Balasubramanian, S. J. Chem. Phys. 2007, 127, 114510
91. Shim, Y.; Duan, J.; Choi, M. Y.; Kim, H. J. J. Chem. Phys. 2003, 119, 6411
92. Micaelo, N. M.; Baptista, A. M.; Soares, C. M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 14444
93. Köddermann, T.; Paschek, D.; Ludwig, R. ChemPhysChem 2007, 17, 2464
94. Canongia Lopes, J. N.; Pádua, A. A. H. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 7485
95. Canongia Lopes, J. N.; Costa Gomes, M. F.; Pádua, A. A. H. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 16816
96. Lynden-Bell, R. M.; Young, T. G. A. J. Phys.: Condens. Matter 2009, 21, 424120
97. Gray-Weale, A. Aust. J. Chem. 2009, 62, 288
98. Yan, T.; Burnham, C. J.; Del Pópolo, M. G.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 11877
99. Jiang, W.; Yan, T.; Wang, Y.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 3121
100. Yan, T.; Li, S.; Jiang, W.; Gao, X. P.; Xiang, B.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 1800
101. Smith, G. D.; Borodin, O.; Li, L.; Kim, H.; Liu, Q.; Bara, J. E.; Gin, D. L.; Nobel, R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 6301
102. Borodin, O. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 11463
103. Picálek, J.; Minofar, B.; Kolafa, J.; Jungwirth, P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 5765
104. Tanaka, M.; Siehl, H.-U. Chem. Phys. Lett. 2008, 457, 263
105. Chang, T. M.; Dang, L. X. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 2027
106. Nakano, H.; Yamamoto, T.; Kato, S. J. Chem. Phys. 2010, 132 044106
107. Hansen, J.-P.; McDonald, I. R. The Theory of Simple Liquids, 2nd ed.; Academic Press: San Diego, 1986.
108. Wilson, M.; Madden, P. A. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 4023
109. Madden, P. A.; Wilson, M. J. Phys.: Condens. Matter 2000, 12, A95
110. Ribeiro, M. C. C. Phys. Rev. B 2001, 65, 094205
111. Iuchi, S.; Izvekov, S.; Voth, G. A. J. Chem. Phys. 2007, 126, 124505
112. Lynden-Bell, R. M. Electrochem. Commun. 2007, 9, 1857
113. Lynden-Bell, R. M. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 10800
114. Lynden-Bell, R. M. J. Chem. Phys. 2008, 129, 204503
115. Streeter, I.; Lynden-Bell, R. M.; Compton, R. G. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 14538
116. Margulis, C. J. Mol. Phys. 2004, 102, 829
117. Koel, M. Proc. Estonian Acad. Sci. Chem. 2000, 49, 145
118. Wilson, M.; Madden, P. A. J. Condens. Matter 1999, 11, A237
119. Zhao, W.; Leroy, F.; Heggen, B.; Zahn, S.; Kirchner, B.; Balasubramanian, S.; Müller-Plathe, F. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15825
120. Boon, J. P.; Yip, S. Molecular Hydrodyamics; Dover: New York, 1991.
121. Sethfest, H. Comm. ACM 1970, 13 (47) 624
122. Margulis, C. J.; Stern, H. A.; Berne, B. J. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 12017
123. Berne, B. J.; Pecora, R. Dynamic Light Scattering; Wiley: New York, 1976.
124. Frenkel, D.; McTague, J. P. J. Chem. Phys. 1980, 72, 2801
125. Ladanyi, B. M.; Liang, Y. Q. J. Chem. Phys. 1995, 103, 6325
126. Paolantoni, M.; Ladanyi, B. J. Chem. Phys. 2002, 117, 3856
127. Saito, S.; Ohmine, I. J. Chem. Phys. 1997, 106, 4889
128. Bursulaya, B. D.; Kim, H. J. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 10994
129. Fecko, C. J.; Eaves, J. D.; Tokmakoff, A. J. Chem. Phys. 2002, 117, 1139
130. Tokmakoff, A. J. Chem. Phys. 1996, 105, 1
131. Dhar, L.; Rogers, J. A.; Nelson, K. A. Chem. Rev. 1994, 94, 157
132. Farrer, R. A.; Fourkas, J. T. Acc. Chem. Res. 2003, 36, 605
133. Madden, P. A.; O'Sullivan, K. F. J. Chem. Phys. 1991, 95, 1980
134. -1, compared with the gas phase normal mode analysis of the isolated ion, due to the interactions in the condensed phase.
135. Gray-Weale, A.; Madden, P. A.; Wilson, M. J. Chem. Phys. 2000, 113, 6782
136. Lunkenheimer, P.; Loidl, A. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 207601
137. Iuchi, S.; Morita, A.; Kato, S. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 3466
138. McQuarrie, D. A. Statistical Mechanics; Harper & Row: New York, 1976.
139. Urahata, S. M.; Ribeiro, M. C. C. J. Chem. Phys. 2006, 124 074513
140. Noda, A.; Hayamizu, K.; Watanabe, M. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 4603
141. Every, H. A.; Bishop, A. G.; MacFarlane, D. R.; Orädd, G.; Forsyth, M. J. Mater. Chem. 2001, 11, 3031
142. Tsuzuki, S.; Tokuda, H.; Hayamizu, K.; Watanabe, M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 16474
143. Löffler, G.; Schreiber, H.; Steinhauser, O. J. Chem. Eng. Data 1997, 107, 3135
144. Smith, W. CCP5 Information Quarterly 1982, 4, 13
145. Nymand, T. M.; Linse, P. J. Chem. Phys. 2000, 112, 6152
146. Aguado, A.; Madden, P. A. J. Chem. Phys. 2003, 119, 7471
147. Noid, W. G.; Chu, J.-W.; Ayton, G. S.; Krishna, V.; Izvekov, S.; Voth, G. A.; Das, A.; Andersen, H. C. J. Chem. Phys. 2008, 128, 244144
148. Noid, W. G.; Liu, P.; Wang, Y.; Chu, J.-W.; Ayton, G. S.; Izvekov, S.; Andersen, H. C.; Voth, G. A. J. Chem. Phys. 2008, 128, 244115
149. Wang, Y.; Izvekov, S.; Yan, T.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 3564
150. Ailawadi, N. K.; Rahman, A.; Zwanzig, R. Phys. Rev. A 1971, 4, 1616
151. Levesque, D.; Verlet, L.; Kurkijarvi, J. Phys. Rev. A 1973, 7, 1690
152. Baldelli, S. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 6148
153. Press, W. H.; Teukolsky, S. A.; Vetterling, W. T.; Flannery, B. P. Numerical Recipes in Fortran; Cambridge University Press: New York, 1992.
154. Jiang, W.; Wang, Y.; Yan, T.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 1132
155. Siqueira, L. J. A.; Ribeiro, M. C. C. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 1074
156. Seddon, K. R.; Stark, A.; Torres, M.-J. In Clean Solvents: Alternative Media for Chemical Reactions and Processing; Abraham, M.; Moens, L., Eds.; ACS Symposium Series 819; Americal Chemical Society: Washington DC, 2002.
157. Brookes, R.; Davies, A.; Ketwaroo, G.; Madden, P. A. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 6485
158. Köddermann, T.; Ludwig, R.; Paschek, D. ChemPhysChem 2008, 9, 1851
159. Zhao, W.; Leroy, F.; Balasubramanian, S.; Müller-Plathe, F. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 8129
160. Borodin, O.; Smith, G. D.; Kim, H. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 4771