Effects of nonadditive interactions on ion solvation at the water/vapor interface: A molecular dynamics study

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 114, Issue 48, 2010, Pages 12573-12584

  Yagasaki, Takuma ^a   Saito, Shinji ^a,b   Ohmine, Iwao ^a,b  

^a INSTITUTE FOR MOLECULAR SCIENCE   (Japan)

^b GRADUATE UNIVERSITY FOR ADVANCED STUDIES   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

FREE ENERGY; HYDROGEN BONDS; MOLECULAR DYNAMICS; QUANTUM THEORY; SOLVATION; STABILIZATION;

ENERGETIC DESTABILIZATION; ENTROPIC CONTRIBUTIONS; ENTROPIC STABILIZATION; HYDROGEN BOND DYNAMICS; INDUCED DIPOLE MOMENTS; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; MOLECULAR MECHANICALS; WATER/VAPOR INTERFACE;

IONS;

EID: 78649804549     PISSN: 10895639     EISSN: 15205215     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp1084795     Document Type: Article

References (119)

1. Randles, J. E. B. Phys. Chem. Liq. 1977, 7, 107
2. Onsager, L.; Samaras, N. N. T. J. Chem. Phys. 1934, 2, 528
3. Benjamin, I. J. Chem. Phys. 1991, 95, 3698
4. Wilson, M. A.; Pohorille, A. J. Chem. Phys. 1991, 95, 6005
5. Jungwirth, P.; Tobias, D. J. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 10468
6. Jungwirth, P.; Tobias, D. J. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 6361
7. Dang, L. X.; Chang, T. M. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 235
8. Dang, L. X. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 10388
9. Yoo, S.; Lei, Y. A.; Zeng, X. C. J. Chem. Phys. 2003, 119, 6083
10. Vrbka, L.; Mucha, M.; Minofar, B.; Jungwirth, P.; Brown, E. C.; Tobias, D. J. Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2004, 9, 67
11. Tuma, L.; Jenicek, D.; Jungwirth, P. Chem. Phys. Lett. 2005, 411, 70
12. Jungwirth, P.; Tobias, D. J. Chem. Rev. 2006, 106, 1259
13. Herce, D. H.; Perera, L.; Darden, T. A.; Sagui, C. J. Chem. Phys. 2005, 122 024513
14. Warren, G. L.; Patel, S. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 7455
15. Ishiyama, T.; Morita, A. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 721
16. Petersen, P. B.; Johnson, J. C.; Knutsen, K. P.; Saykally, R. J. Chem. Phys. Lett. 2004, 397, 46
17. Petersen, P. B.; Saykally, R. J. Chem. Phys. Lett. 2004, 397, 51
18. Petersen, P. B.; Saykally, R. J.; Mucha, M.; Jungwirth, P. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 10915
19. Petersen, P. B.; Saykally, R. J. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15446
20. Petersen, P. B.; Saykally, R. J. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 14060
21. Otten, D. E.; Petersen, P. B.; Saykally, R. J. Chem. Phys. Lett. 2007, 449, 261
22. Winter, B.; Weber, R.; Schmidt, P. M.; Hertel, I. V.; Faubel, M.; Vrbka, L.; Jungwirth, P. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 14558
23. Ghosal, S.; Hemminger, J. C.; Bluhm, H.; Mun, B. S.; Hebenstreit, E. L. D.; Ketteler, G.; Ogletree, D. F.; Requejo, F. G.; Salmeron, M. Science 2005, 307, 563
24. Minofar, B.; Vrbka, L.; Mucha, M.; Jungwirth, P.; Yang, X.; Wang, X. B.; Fu, Y. J.; Wang, L. S. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 5042
25. Liu, D. F.; Ma, G.; Levering, L. M.; Allen, H. C. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 2252
26. Mucha, M.; Frigato, T.; Levering, L. M.; Allen, H. C.; Tobias, D. J.; Dang, L. X.; Jungwirth, P. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 7617
27. Allen, H. C.; Casillas-Ituarte, N. N.; Sierra-Hernandez, M. R.; Chen, X. K.; Tang, C. Y. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 5538
28. Gopalakrishnan, S.; Jungwirth, P.; Tobias, D. J.; Allen, H. C. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 8861
29. Raymond, E. A.; Richmond, G. L. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 5051
30. Feng, R. R.; Bian, H. T.; Guo, Y.; Wang, H. F. J. Chem. Phys. 2009, 130, 134710
31. Bian, H. T.; Feng, R. R.; Xu, Y. Y.; Guo, Y.; Wang, H. F. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 4920
32. Bian, H. T.; Feng, R. R.; Guo, Y.; Wang, H. F. J. Chem. Phys. 2009, 130, 134709
33. Ishiyama, T.; Morita, A. Chem. Phys. Lett. 2006, 431, 78
34. Ishiyama, T.; Morita, A. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 738
35. Ishiyama, T.; Morita, A. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 9277
36. Morita, A.; Ishiyama, T. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 5801
37. Padmanabhan, V.; Daillant, J.; Belloni, L.; Mora, S.; Alba, M.; Konovalov, O. Phys. Rev. Lett. 2007, 99 086105
38. Sloutskin, E.; Baumert, J.; Ocko, B. M.; Kuzmenko, I.; Checco, A.; Tamam, L.; Ofer, E.; Gog, T.; Gang, O.; Deutsch, M. J. Chem. Phys. 2007, 126 054704
39. Sun, X. Q.; Dang, L. X. J. Chem. Phys. 2009, 130, 124709
40. Sun, X. Q.; Wick, C. D.; Dang, L. X. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 13993
41. Mukamel, S. Nonlinear Optical Spectroscopy; Oxford: New York, 1995.
42. Joo, T. H.; Jia, Y. W.; Yu, J. Y.; Lang, M. J.; Fleming, G. R. J. Chem. Phys. 1996, 104, 6089
43. Cho, M. H.; Brixner, T.; Stiopkin, I.; Vaswani, H.; Fleming, G. R. J. Chin. Chem. Soc. 2006, 53, 15
44. Hochstrasser, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 14190
45. Cho, M. H. Chem. Rev. 2008, 108, 1331
46. Woutersen, S.; Bakker, H. J. Nature 1999, 402, 507
47. Lock, A. J.; Bakker, H. J. J. Chem. Phys. 2002, 117, 1708
48. Bakker, H. J.; Rezus, Y. L. A.; Timmer, R. L. A. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 11523
49. Cowan, M. L.; Bruner, B. D.; Huse, N.; Dwyer, J. R.; Chugh, B.; Nibbering, E. T. J.; Elsaesser, T.; Miller, R. J. D. Nature 2005, 434, 199
50. Kraemer, D.; Cowan, M. L.; Paarmann, A.; Huse, N.; Nibbering, E. T. J.; Elsaesser, T.; Miller, R. J. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 437
51. Asbury, J. B.; Steinel, T.; Stromberg, C.; Corcelli, S. A.; Lawrence, C. P.; Skinner, J. L.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 1107
52. Steinel, T.; Asbury, J. B.; Zheng, J. R.; Fayer, M. D. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 10957
53. Fecko, C. J.; Eaves, J. D.; Loparo, J. J.; Tokmakoff, A.; Geissler, P. L. Science 2003, 301, 1698
54. Fecko, C. J.; Loparo, J. J.; Roberts, S. T.; Tokmakoff, A. J. Chem. Phys. 2005, 122 054506
55. Eaves, J. D.; Loparo, J. J.; Fecko, C. J.; Roberts, S. T.; Tokmakoff, A.; Geissler, P. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 13019
56. Loparo, J. J.; Roberts, S. T.; Tokmakoff, A. J. Chem. Phys. 2006, 125, 194521
57. Loparo, J. J.; Roberts, S. T.; Tokmakoff, A. J. Chem. Phys. 2006, 125, 194522
58. Stenger, J.; Madsen, D.; Hamm, P.; Nibbering, E. T. J.; Elsaesser, T. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 2341
59. Ashihara, S.; Huse, N.; Espagne, A.; Nibbering, E. T. J.; Elsaesser, T. Chem. Phys. Lett. 2006, 424, 66
60. Ashihara, S.; Huse, N.; Espagne, A.; Nibbering, E. T. J.; Elsaesser, T. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 743
61. Lindner, J.; Vohringer, P.; Pshenichnikov, M. S.; Cringus, D.; Wiersma, D. A.; Mostovoy, M. Chem. Phys. Lett. 2006, 421, 329
62. Schwarzer, D.; Lindner, J.; Vohringer, P. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 2858
63. Schafer, T.; Lindner, J.; Vohringer, P.; Schwarzer, D. J. Chem. Phys. 2009, 130, 224502
64. Chieffo, L.; Shattuck, J.; Amsden, J. J.; Erramilli, S.; Ziegler, L. D. Chem. Phys. 2007, 341, 71
65. Lawrence, C. P.; Skinner, J. L. J. Chem. Phys. 2003, 118, 264
66. Schmidt, J. R.; Roberts, S. T.; Loparo, J. J.; Tokmakoff, A.; Fayer, M. D.; Skinner, J. L. Chem. Phys. 2007, 341, 143
67. Moller, K. B.; Rey, R.; Hynes, J. T. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 1275
68. Rey, R.; Moller, K. B.; Hynes, J. T. Chem. Rev. 2004, 104, 1915
69. Paarmann, A.; Hayashi, T.; Mukamel, S.; Miller, R. J. D. J. Chem. Phys. 2008, 128, 191103
70. Yagasaki, T.; Saito, S. J. Chem. Phys. 2008, 128, 154521
71. Yagasaki, T.; Saito, S. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1250
72. Yagasaki, T.; Ono, J.; Saito, S. J. Chem. Phys. 2009, 131, 164511
73. McGuire, J. A.; Shen, Y. R. Science 2006, 313, 1945
74. Smits, M.; Ghosh, A.; Sterrer, M.; Muller, M.; Bonn, M. Phys. Rev. Lett. 2007, 98 098302
75. Ghosh, A.; Smits, M.; Sovago, M.; Bredenbeck, J.; Muller, M.; Bonn, M. Chem. Phys. 2008, 350, 23
76. Kropman, M. F.; Bakker, H. J. Science 2001, 291, 2118
77. Omta, A. W.; Kropman, M. F.; Woutersen, S.; Bakker, H. J. Science 2003, 301, 347
78. Ji, M. B.; Odelius, M.; Gaffney, K. J. Science 2010, 328, 1003
79. Park, S.; Fayer, M. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 16731
80. Moilanen, D. E.; Wong, D.; Rosenfeld, D. E.; Fenn, E. E.; Fayer, M. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 375
81. Caldwell, J.; Dang, L. X.; Kollman, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 9144
82. Komatsuzaki, T.; Ohmine, I. Chem. Phys. 1994, 180, 239
83. Thompson, W. H.; Hynes, J. T. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 6278
84. Robertson, W. H.; Johnson, M. A. Annu. Rev. Phys. Chem. 2003, 54, 173
85. Yagasaki, T.; Iwahashi, K.; Saito, S.; Ohmine, I. J. Chem. Phys. 2005, 122, 144504
86. Dal Peraro, M.; Raugei, S.; Carloni, P.; Klein, M. L. ChemPhysChem 2005, 6, 1715
87. Mo, Y. R.; Gao, J. L. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 2976
88. Buckingham, A. D. Adv. Chem. Phys. 1967, 12, 107
89. Berendsen, H. J. C.; Grigera, J. R.; Straatsma, T. P. J. Phys. Chem. 1987, 91, 6269
90. Dang, L. X. Chem. Phys. Lett. 1992, 200, 21
91. Smith, D. E.; Dang, L. X. J. Chem. Phys. 1994, 100, 3757
92. Dang, L. X.; Garrett, B. C. J. Chem. Phys. 1993, 99, 2972
93. Dang, L. X. J. Chem. Phys. 1992, 97, 2659
94. Dang, L. X. J. Chem. Phys. 1992, 96, 6970
95. Koneshan, S.; Rasaiah, J. C.; Dang, L. X. J. Chem. Phys. 2001, 114, 7544
96. Kim, B. C.; Young, T.; Harder, E.; Friesner, R. A.; Berne, B. J. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 16529
97. Bahadur, R.; Russell, L. M.; Alavi, S.; Martin, S. T.; Buseck, P. R. J. Chem. Phys. 2006, 124, 154713
98. Sala, J.; Guardia, E.; Marti, J. J. Chem. Phys. 2010, 132, 214505
99. Warshel, A.; Levitt, M. J. Mol. Biol. 1976, 103, 227
100. Field, M. J.; Bash, P. A.; Karplus, M. J. Comput. Chem. 1990, 11, 700
101. Aqvist, J.; Warshel, A. Chem. Rev. 1993, 93, 2523
102. Gao, J. L. Acc. Chem. Res. 1996, 29, 298
103. Tu, Y. Q.; Laaksonen, A. J. Chem. Phys. 2000, 113, 11264
104. Schmidt, M. W.; Baldridge, K. K.; Boatz, J. A.; Elbert, S. T.; Gordon, M. S.; Jensen, J. H.; Koseki, S.; Matsunaga, N.; Nguyen, K. A.; Su, S. J.; Windus, T. L.; Dupuis, M.; Montgomery, J. A. J. Comput. Chem. 1993, 14, 1347
105. Trajbl, M.; Hong, G. Y.; Warshel, A. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 13333
106. Zwanzig, R. W. J. Chem. Phys. 1954, 22, 1420
107. Wood, R. H.; Muhlbauer, W. C. F.; Thompson, P. T. J. Phys. Chem. 1991, 95, 6670
108. Yu, H. A.; Karplus, M. J. Chem. Phys. 1988, 89, 2366
109. Swope, W. C.; Andersen, H. C.; Berens, P. H.; Wilson, K. R. J. Chem. Phys. 1982, 76, 637
110. Andersen, H. C. J. Comput. Phys. 1983, 52, 24
111. Martyna, G. J.; Tuckerman, M. E.; Tobias, D. J.; Klein, M. L. Mol. Phys. 1996, 87, 1117
112. Chandler, D. Nature 2005, 437, 640
113. Tongraar, A.; Rode, B. M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 357
114. Heuft, J. M.; Meijer, E. J. J. Chem. Phys. 2003, 119, 11788
115. Heuft, J. M.; Meijer, E. J. J. Chem. Phys. 2005, 122 094501
116. Rapaport, D. C. Mol. Phys. 1983, 50, 1151
117. Saito, S.; Ohmine, I. J. Chem. Phys. 1995, 102, 3566
118. Mallik, B. S.; Semparithi, A.; Chandra, A. J. Chem. Phys. 2008, 129, 194512
119. Bredenbeck, J.; Ghosh, A.; Nienhuys, H. K.; Bonn, M. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1332