Structures, stability, vibration entropy and IR spectra of hydrated calcium ion clusters [Ca(H2O)n]2+ (n = 1-20, 27): A systematic investigation by density functional theory

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 114, Issue 28, 2010, Pages 7595-7603

  Lei, X L ^a,b   Pan, B C ^a  

^a UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA   (China)

^b XINJIANG NORMAL UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CALCIUM IONS; CLUSTER SIZES; FINITE TEMPERATURES; FIRST HYDRATION SHELL; GROWTH PATTERNS; HYDRATION SHELL; IR SPECTRUM; LOWER ENERGY BARRIERS; LOWEST ENERGY STRUCTURE; METASTABLE ISOMERS; SIX WATER MOLECULES; STRUCTURAL TRANSITIONS; SYSTEMATIC INVESTIGATIONS; WATER MOLECULE; ZERO TEMPERATURES;

CALCIUM; HYDRATES; HYDRATION; IONS; ISOMERS; MOLECULES;

DENSITY FUNCTIONAL THEORY;

CALCIUM; WATER;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; INFRARED SPECTROPHOTOMETRY; QUANTUM THEORY; THERMODYNAMICS; VIBRATION;

CALCIUM; MODELS, MOLECULAR; QUANTUM THEORY; SPECTROPHOTOMETRY, INFRARED; THERMODYNAMICS; VIBRATION; WATER;

EID: 77954733853     PISSN: 10895639     EISSN: 15205215     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp102588m     Document Type: Article

References (44)

1. Robertson, W. H.; Johnson, M. A. Science 2002, 298, 69
2. Lyubartsev, A. P.; Laasonen, K.; Laaksonen, A. J. Chem. Phys. 2001, 114, 3120
3. Neff, D.; Simons, J. Int. J. Mass Spectrom. 2008, 277, 166
4. Han, J. G.; Morales, J. A. J. Mol. Struct. (Theochem) 2005, 756, 55
5. Han, J. G.; Morales, J. A. Chem. Phys. 2006, 323, 249
6. Frausto da Silva, J. J. R.; Williams, R. P. J. The Biological Chemistry of the Elements; Clarendon: Oxford, 1991; Ch 10.
7. Prendergast, F. G.; Mann, K. J. Biol. Chem. 1977, 252, 840
8. Probst, M. M.; Radnai, T.; Heinzinger, K.; Bopp, P.; Rode, B. M. J. Phys. Chem. 1985, 89, 753
9. Jalilehvand, F.; Spångberg, D.; Lindqvist-Reis, P.; Hermansson, K. P. I.; Sandström, M. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 431
10. Megyes, T.; Grósz, T.; Radnai, T.; Bakó, I.; Pálinkás, G. J. Phys.Chem. A 2004, 108, 7261
11. Fulton, J. L.; Heald, S. M.; Badyal, Y. S.; Simonson, J. M. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 4688
12. Hewish, N. A.; Neilson, G. W.; Enderby, J. E. Nature 1982, 297, 138
13. Badyal, Y. S.; Barnes, A. C.; Cuello, G. J.; Simonson, J. M. J. Phys.Chem. A 2004, 108, 11819
14. Carl, D. R.; Moision, R. M.; Armentrout, P. B. Int. J. Mass Spectrom. 2007, 265, 308
15. Bush, M. F.; Saykally, R. J.; Williams, E. R. ChemPhysChem 2007, 8, 2245
16. Bush, M. F.; Saykally, R. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 15482
17. Peschke, M.; Blades, A. T.; Kebarle, P. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 9978
18. Peschke, M.; Blades, A. T.; Kebarle, P. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 10440
19. Rodriguez-Cruz, S. E.; Jockusch, R. A.; Williams, E. R. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8898
20. Rodriguez-Cruz, S. E.; Jockusch, R. A.; Williams, E. R. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 5842
21. Schwenk, C. F.; Loeffler, H. H.; Rode, B. M. J. Chem. Phys. 2001, 115, 10808
22. Jiao, D.; King, C.; Grossfield, A.; Darden, T. A.; Ren, P. R. J. Phys.Chem. B 2006, 110, 18553
23. Tongraar, A.; Liedl, K. R.; Rode, B. M. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 6299
24. Tofteberg, T.; Ohrn, A.; Karlstrom, G. Chem. Phys. Lett. 2006, 429, 436
25. Bako, I.; Hutter, J.; Palinkas, G. J. Chem. Phys. 2002, 117, 9838
26. Naor, M. M.; Van Nostrand, K.; Dellago, C. Chem. Phys. Lett. 2003, 369, 159
27. Lightstone, F. C.; Schwegler, E.; Allesch, M.; Gygi, F.; Galli, G. ChemPhysChem 2005, 6, 1745
28. Ikeda, T.; Boero, M.; Terakura, K. J. Chem. Phys. 2007, 127 074503
29. Watanabe, H.; Iwata, S. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 487
30. Peschke, M.; Blades, A. T.; Kebarle, P. Int. J. Mass Spectrom. 1999, 185/186/187, 685
31. Pavlov, M.; Siegbahn, P. E. M.; Sandstorm, M. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 219
32. Piquemal, J.-P.; Perera, L.; Cisneros, G. A. J. Chem. Phys. 2006, 125 054511
33. 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.; 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 B.02, Gaussian, Inc., Pittsburgh, PA, 2003.
34. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988 38, 3098
35. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. C. Phys. Rev. B 1988, 37, 785
36. van Duijneveldt, F. B.; van Duijneveldt de Rijdt, J. G. C. M.; van Lenthe, J. H. Chem. Rev. 1994, 94, 1873
37. Katz, A. K.; Glusker, J. P.; Beebe, S. A.; Bock, C. W. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 5752
38. Bauschlicher, C. W.; Sodupe, M.; Partridge, H. J. Chem. Phys. 1992, 96, 4452
39. Lewis, J. P.; Glaesemann, K. R.; Voth, G. A.; Fritsch, J.; Demkov, A. A.; Ortega, J.; Sankey, O. F. Phys. Rev. B 2001, 64, 195103
40. Boyer, L. L. Phys. Rev. Lett. 1979, 42, 584
41. Yeh, L. I.; Okumura, M.; Myers, J. D.; Price, J. M.; Lee, Y. T. J. Chem. Phys. 1989, 91, 7319
42. Miyazaki, M.; Fujii, A.; Ebata, T.; Mikami, N. Science 2004, 304, 1134
43. Walters, R. S.; Pillai, E. D.; Duncan, M. A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 16599
44. Bush, M. F.; O'Brien, J. T.; Prell, J. S.; Wu, C. C.; Saylkally, R. J.; Williams, E. R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 13270