Low-lying structures and stabilities of large water clusters: Investigation based on the combination of the AMOEBA potential and generalized energy-based fragmentation approach

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 114, Issue 34, 2010, Pages 9253-9261

  Yang, Zhen ^a   Hua, Shugui ^a   Hua, Weijie ^a   Li, Shuhua ^a  

^a NANJING UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CAGE STRUCTURES; CLUSTER SIZES; COORDINATED WATER; DISPERSION INTERACTION; EMPIRICAL POTENTIALS; H-BONDS; LARGE DATABASE; LOCAL MINIMUMS; LOWEST ENERGY STRUCTURE; MP2 LEVELS; RELATIVE ENERGIES; RELATIVE STABILITIES; WATER CLUSTER; WATER MOLECULE; ZERO-POINT VIBRATIONAL ENERGIES;

ISOMERS; KINETIC ENERGY;

MOLECULES;

WATER;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; CONFORMATION; QUANTUM THEORY; THERMODYNAMICS;

MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR CONFORMATION; QUANTUM THEORY; THERMODYNAMICS; WATER;

EID: 77956135827     PISSN: 10895639     EISSN: 15205215     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp1038267     Document Type: Article

References (101)

1. Ludwig, R. Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 1808
2. Hartke, B. Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 1468
3. Nauta, K.; Miller, R. E. Science 2000, 287, 293
4. Buck, U.; Huisken, F. Chem. Rev. 2000, 100, 3863
5. Keutsch, F. N.; Saykally, R. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 10533
6. Devlin, J. P.; Joyce, C.; Buch, V. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 1974
7. Devlin, J. P.; Sadlej, J.; Buch, V. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 974
8. Fajardo, M. E.; Tam, S. J. Chem. Phys. 2001, 115, 6807
9. Andersson, P.; Steinbach, C.; Buck, U. Eur. Phys. J. D 2003, 24, 53
10. Steinbach, C.; Andersson, P.; Kazimirski, J. K.; Buck, U.; Buch, V.; Ben, T. A. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 6165
11. Balau, L.; Wilson, K. R.; Leone, S. R.; Ahmed, M. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 10075
12. Mizuse, K.; Hamashima, T.; Fujii, A. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 12134
13. Prell, J. S.; Williams, E. R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 4110
14. Kuyanov-Prozument, K.; Choi, M. Y.; Vilesov, A. F. J. Chem. Phys. 2010, 132, 014304
15. Niesse, J. A.; Mayne, H. R. J. Comput. Chem. 1997, 18, 1233
16. Guimaraes, F. F.; Belchior, J. C.; Johnston, R. L.; Robert, C. J. Chem. Phys. 2002, 116, 8327
17. Kazimirski, J. K.; Buch, V. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 9762
18. Wales, D. J.; Hodges, M. P. Chem. Phys. Lett. 1998, 286, 65
19. James, T.; Wales, D. J.; Hernandez-Rojas, J. Chem. Phys. Lett. 2005, 415, 302
20. Kabrede, H.; Hentschke, R. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 3914
21. Hartke, B. Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 275
22. Bandow, B.; Hartke, B. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 5809
23. Kabrede, H. Chem. Phys. Lett. 2006, 430, 336
24. Takeuchi, H. J. Chem. Inf. Model. 2008, 48, 2226
25. Kazachenko, S.; Thakkar, A. J. Chem. Phys. Lett. 2009, 476, 120
26. Buck, U.; Ettischer, I.; Melzer, M.; Buch, V.; Sadlej, J. Phys. Rev. Lett. 1998, 80, 2578
27. Tissandier, M. D.; Singer, S. J.; Coe, J. V. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 752
28. Lee, H. M.; Suh, S. B.; Lee, J. Y.; Tarakeshwar, P.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 2000, 112, 9759
29. Lee, H. M.; Suh, S. B.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 2001, 114, 10749
30. Upadhyay, D. M.; Shukla, M. K.; Mishra, P. C. Int. J. Quantum Chem. 2001, 81, 90
31. Day, P. N.; Pachter, R.; Gordon, M. S.; Merrill, G. N. J. Chem. Phys. 2000, 112, 2063
32. Maheshwary, S.; Patel, N.; Sathyamurthy, N.; Kulkarni, A. D.; Gadre, S. R. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 10525
33. Fanourgakis, G. S.; Apra, E.; Xantheas, S. S. J. Chem. Phys. 2004, 121, 2655
34. Fanourgakis, G. S.; Apra, E.; de Jong, W. A.; Xantheas, S. S. J. Chem. Phys. 2005, 122, 134304
35. Lenz, A.; Ojamae, L. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 1905
36. Lenz, A.; Ojamae, L. Chem. Phys. Lett. 2006, 418, 361
37. Lenz, A.; Ojamae, L. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 13388
38. Bulusu, S.; Yoo, S.; Apra, E.; Xantheas, S.; Zeng, X. C. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 11781
39. Maeda, S.; Ohno, K. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 4527
40. Dahlke, E. E.; Olson, R. M.; Leverentz, H. R.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 3976
41. Nguyen, Q. C.; Ong, Y. S.; Soh, H.; Kuo, J.-L. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 6257
42. Hammond, J. R.; Govind, N.; Kowalski, K.; Autschbach, J.; Xantheas, S. S. J. Chem. Phys. 2009, 131, 214103
43. Bates, D. M.; Tschumper, G. S. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 3555
44. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926
45. Mahoney, M. W.; Jorgensen, W. L. J. Chem. Phys. 2000, 112, 8910
46. Azhary, A. E.; Rauhut, G.; Pulay, P.; Werner, H.-J. J. Chem. Phys. 1998, 108, 5185
47. Burant, J. C.; Strain, M. C.; Scuseria, G. E.; Frisch, M. J. Chem. Phys. Lett. 1996, 248, 43
48. Larsen, H.; Helgaker, T.; Olsen, J.; Jørgensen, P. J. Chem. Phys. 2001, 115, 10344
49. Niklasson, A. M. N.; Challacombe, M. Phys. Rev. Lett. 2004, 92, 193001
50. Ochsenfeld, C.; Head-Gordon, M. Chem. Phys. Lett. 1997, 270, 399
51. Rauhut, G.; Werner, H.-J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 4853
52. Saebø, S.; Baker, J.; Wolinski, K.; Pulay, P. J. Chem. Phys. 2004, 120, 11423
53. Schütz, M.; Werner, H.-J.; Lindh, R.; Manby, F. R. J. Chem. Phys. 2004, 121, 737
54. Weber, V.; Niklasson, A. M. N.; Challacombe, M. Phys. Rev. Lett. 2004, 92, 193002
55. Yang, W. Phys. Rev. Lett. 1991, 66, 1438
56. Yang, W.; Lee, T.-S. J. Chem. Phys. 1995, 103, 5674
57. Exner, T. E.; Mezey, P. G. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 4301
58. He, X.; Zhang, J. Z. H. J. Chem. Phys. 2005, 122, 031103
59. Chen, X.; Zhang, Y.; Zhang, J. Z. H. J. Chem. Phys. 2005, 122, 184105
60. Chen, X.; Zhang, J. Z. H. J. Chem. Phys. 2006, 125, 044903
61. Li, W.; Li, S. J. Chem. Phys. 2005, 122, 194109
62. Gu, F. L.; Aoki, Y.; Korchowiec, J.; Imamura, A.; Kirtman, B. J. Chem. Phys. 2004, 121, 10385
63. Fedorov, D. G.; Kitaura, K. J. Chem. Phys. 2004, 120, 6832
64. Fedorov, D. G.; Kitaura, K. J. Chem. Phys. 2005, 123, 134103
65. Fedorov, D. G.; Ishida, T.; Uebayasi, M.; Kitaura, K. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 2722
66. Hirata, S.; Valiev, M.; Dupuis, M.; Xantheas, S. S.; Sugiki, S.; Sekino, H. Mol. Phys. 2005, 103, 2255
67. Morita, S.; Sakai, S. J. Comput. Chem. 2001, 22, 1107
68. Sakai, S.; Morita, S. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 8424
69. Li, W.; Li, S. J. Chem. Phys. 2004, 121, 6649
70. Li, S.; Li, W.; Fang, T. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7215
71. Li, W.; Li, S.; Jiang, Y. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 2193
72. Li, S.; Li, W. Annu. Rep. Prog. Chem., Sect. C: Phys. Chem. 2008, 104, 256
73. Li, W.; Dong, H.; Li, S. Progress in Theoretical Chemistry and Physics; Springer-Verlag: Berlin and Heidelberg, Germany, 2008; Vol. 18, p 289.
74. Hua, W.; Fang, T.; Li, W.; Yu, J.; Li, S. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 10864
75. Dong, H.; Hua, S.; Li, S. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 1335
76. Deev, V.; Collins, M. A. J. Chem. Phys. 2005, 122, 154102
77. Collins, M. A.; Deev, V. A. J. Chem. Phys. 2006, 125, 104104
78. Mullin, J. M.; Roskop, L. B.; Pruitt, S. R.; Collins, M. A. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 10040
79. Bettens, R. P. A.; Lee, A. M. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 8777
80. Le, H. A.; Lee, A. M.; Bettens, R. P. A. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 10527
81. Ganesh, V.; Dongare, R. K.; Balanarayan, P.; Gadre, S. R. J. Chem. Phys. 2006, 125, 104109
82. Gadre, S. R.; Ganesh, V. J. Theor. Comput. Chem 2006, 5, 835
83. Kavathekar, R.; Khire, S.; Ganesh, V.; Rahalkar, A. P.; Gadre, S. R. J. Comput. Chem. 2009, 30, 1167
84. Ren, P.; Ponder, J. W. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 5933
85. Wales, D. J.; Doye, J. P. K. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 5111
86. Goedecker, S. J. Chem. Phys. 2004, 120, 9911
87. Liu, D. C.; Nocedal, J. Math. Program. 1989, 45, 503
88. Berendsen, H. J. C.; Grigera, J. R.; Straatsma, T. P. J. Phys. Chem. 1987, 91, 6269
89. Hua, S.; Hua, W.; Li, S. J. Phys. Chem. A [Online early access]. DOI: 10.1021/jp103074f. Published Online: July 19, 2010.
90. Li, S.; Li, W.; Fang, T.; Ma, J.; Hua, W.; Hua, S.; Jiang, Y. Low-Scaling Quantum Chemistry (LSQC), version 2.0; Nanjing University: Nanjing, 2010.
91. 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 D.01; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
92. Lee, S.-W.; Freivogel, P.; Schindler, T.; Beauchamp, J. L. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 11758
93. Shin, J. W.; Hammer, N. I.; Diken, E. G.; Johnson, M. A.; Walters, R. S.; Jaeger, T. D.; Duncan, M. A.; Christie, R. A.; Jordan, K. D. Science 2004, 304, 1137
94. Miyazaki, M.; Fujii, A.; Ebata, T.; Mikami, N. Science 2004, 304, 1134
95. Losada, M.; Leutwyler, S. J. Chem. Phys. 2002, 117, 2003
96. Diri, K.; Myshakin, E. M.; Jordan, K. D. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 4005
97. Dahlke, E. E.; Olson, R. M.; Leverentz, H. R.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 3976
98. Zhao, Y.; Schultz, N. E.; Truhlar, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 364
99. Grimme, S. J. Comput. Chem. 2006, 27, 1787
100. Jurecka, P.; Cerny, J.; Hobza, P.; Salahub, D. R. J. Comput. Chem. 2007, 28, 555
101. Chai, J.-D.; Head-Gordon, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 6615