Protonation of water clusters induced by hydroperoxyl radical surface adsorption

Chemistry - A European Journal

Volumn 17, Issue 18, 2011, Pages 5076-5085

  Torrent Sucarrat, Miquel ^a   Ruiz Lopez, Manuel F ^b   Martins Costa, Marilia ^b   Francisco, Joseph S ^c   Anglada, Josep M ^a  

^a INSTITUTE OF ADVANCED CHEMISTRY OF CATALONIA IQAC CSIC   (Spain)

^b NANCY UNIVERSITÉ   (France)

^c PURDUE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

cluster compounds; density functional calculations; protonation; radicals; water chemistry

Indexed keywords

ACID DISSOCIATION; AUTOIONIZATION; CHEMISTRY CALCULATIONS; CLUSTER COMPOUNDS; DENSITY FUNCTIONAL CALCULATIONS; HYDROPEROXYL RADICAL; HYDROXIDE ANIONS; RADICALS; SURFACE ADSORPTION; WATER CHEMISTRY; WATER CLUSTER; WATER MOLECULE;

ADSORPTION; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; DISSOCIATION; HYDROCHEMISTRY; PROTONATION; QUANTUM CHEMISTRY;

FUNCTIONAL GROUPS;

PEROXIDE; PROTON; WATER;

ADSORPTION; ARTICLE; CHEMISTRY; THERMODYNAMICS;

ADSORPTION; PEROXIDES; PROTONS; THERMODYNAMICS; WATER;

EID: 79954601362     PISSN: 09476539     EISSN: 15213765     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/chem.201002706     Document Type: Article

References (96)

1. R. P. Wayne, Chemistry of Atmospheres, Oxford University Press, Oxford, 2000.
2. D. J. Jacob, Atmos. Environ. 2000, 34, 2131-2159.
3. L. Jaegle, D. J. Jacob, W. H. Brune, P. O. Wennberg, Atmos. Environ. 2001, 35, 469-489.
4. C. E. Reeves, S. A. Penkett, Chem. Rev. 2003, 103, 5199-5218.
5. P. S. Monks, Chem. Soc. Rev. 2005, 34, 376-395.
6. Y. Kanaya, Y. Sadanaga, J. Matsumoto, U. K. Sharma, J. Hirokawa, Y. Kajii, H. Akimoto, J. Geophys. Res. 2000, 105, 24205-24222.
7. N. Carslaw, D. J. Creasey, D. E. Heard, P. J. Jacobs, J. D. Lee, A. C. Lewis, J. B. McQuaid, M. J. Pilling, S. Bauguitte, S. A. Penkett, P. S. Monks, G. Salisbury, J. Geophys. Res. 2002, 107, 4190.
8. W. L. Chameides, D. D. Davis, J. Geophys. Res. 1982, 87, 4863-4877.
9. I. Fridovich, J. Exp. Biol. 1998, 201, 1203-1209.
10. J. P. Kehrer, Toxicology 2000, 149, 43-50.
11. A. D. N. J. de Grey, DNA Cell Biol. 2002, 21, 251-257.
12. W. A. Pryor, K. N. Houk, C. S. Foote, J. M. Fukuto, L. J. Ignarro, G. L. Squadrito, K. J. Davies, Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2006, 291, R 491 -R 511.
13. K. C. Kregel, H. J. Zhang, Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2007, 292, R 18 -R 36.
14. A. Maroz, R. F. Anderson, R. A. J. Smith, M. P. Murph, Free Radical Biol. Med. 2009, 46, 105-109.
15. K. Sehested, H. Corfitzen, J. Holcman, E. J. Hart, J. Phys. Chem. A 1998, 102, 2667-2672.
16. T. M. Lesko, A. J. Colussi, M. R. Hoffmann, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4432-4436.
17. M. M. Sein, A. Golloch, T. C. Schmidt, C. von Sonntag, ChemPhysChem 2007, 8, 2065-2067.
18. W. J. Cooper, C. J. Cramer, N. H. Martin, S. P. Mezyk, K. E. O'Shea, C. von Sonntag, Chem. Rev. 2009, 109, 1302-1345.
19. S. Aloisio, J. S. Francisco, J. Phys. Chem. A 1998, 102, 1899-1902.
20. S. Aloisio, Y. M. Li, J. S. Francisco, J. Chem. Phys. 1999, 110, 9017-9019.
21. S. Aloisio, J. S. Francisco, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9196-9200.
22. S. Aloisio, J. S. Francisco, J. Phys. Chem. A 2000, 104, 3211-3224.
23. J. S. Francisco, Angew. Chem. 2000, 112, 4744-4745
24. Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 4570-4571.
25. C. E. Miller, J. S. Francisco, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 10387-10388.
26. Z. Y. Zhou, Y. H. Qu, L. Gu, H. W. Gao, X. L. Cheng, THEOCHEM 2002, 586, 149-157.
27. R. L. T. Parreira, S. E. Galembeck, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 15614-15622.
28. S. Aloisio, J. S. Francisco, J. Phys. Chem. A 2003, 107, 2492-2496.
29. A. F. Jalbout, M. Solimannejad, J. K. Labanowski, Chem. Phys. Lett. 2003, 379, 503-506.
30. M. Solimannejad, G. Azimi, L. Pejov, Chem. Phys. Lett. 2004, 391, 201-206.
31. M. Solimannejad, G. Azimi, L. Pejov, Chem. Phys. Lett. 2004, 400, 185-190.
32. A. Bil, Z. Latajka, Chem. Phys. Lett. 2005, 406, 366-370.
33. M. Torrent-Sucarrat, J. M. Anglada, J. Phys. Chem. A 2006, 110, 9718-9726.
34. A. Bil, Z. Latajka, J. Comput. Chem. 2006, 27, 287-295.
35. A. F. Jalbout, X. Li, M. Solimannejad, Chem. Phys. Lett. 2006, 420, 204-208.
36. S. Chalmet, M. F. Ruiz-López, J. Chem. Phys. 2006, 124, 194502.
37. C. H. Lai, P. T. Chou, J. Comput. Chem. 2007, 28, 1357-1363.
38. A. F. Jalbout, A. J. Hameed, B. Trzaskowski, THEOCHEM 2007, 816, 1-3.
39. M. Torrent-Sucarrat, J. M. Anglada, J. M. Luis, Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 6377-6388.
40. J. Gonzalez, M. Torrent-Sucarrat, J. M. Anglada, Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 2116-2125.
41. Q. C. Shi, S. D. Belair, J. S. Francisco, S. Kais, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100, 9686-9690.
42. S. S. Iyengar, J. Chem. Phys. 2005, 123, 084310.
43. R. Vácha, P. Slavicek, M. Mucha, B. J. Finlayson-Pitts, P. Jungwirth, J. Phys. Chem. A 2004, 108, 11573-11579.
44. J. Rabani, S. O. Nielsen, J. Phys. Chem. 1969, 73, 3736-3744.
45. A. W. Castleman, Jr., P. Jena, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2006, 103, 10554-10559.
46. J. L. Kuo, C. V. Ciobanu, L. Ojamae, I. Shavitt, S. J. Singer, J. Chem. Phys. 2003, 118, 3583-3588.
47. J. Mrazek, J. V. Burda, J. Chem. Phys. 2006, 125, 194518.
48. S. Karthikeyan, N. J. Singh, K. S. Kim, J. Phys. Chem. A 2008, 112, 6527-6532.
49. T. Kus, V. F. Lotrich, A. Perera, R. J. Bartlett, J. Chem. Phys. 2009, 131, 104313.
50. R. Krishnan, J. S. Binkley, R. Seeger, J. A. Pople, J. Chem. Phys. 1980, 72, 650-654.
51. W. J. Hehre, L. Radom, P. von R. Schleyer, J. A. Pople, Ab Initio Molecular Orbital Theory, Wiley, New York, 1986.
52. A. D. Becke, J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652.
53. K. Ishida, K. Morokuma, A. Kormornicki, J. Chem. Phys. 1977, 66, 2153-2156.
54. C. Gonzalez, H. B. Schlegel, J. Chem. Phys. 1989, 90, 2154-2161.
55. C. Gonzalez, H. B. Schlegel, J. Phys. Chem. 1990, 94, 5523-5527.
56. C. MÁller, M. S. Plesset, Phys. Rev. 1934, 46, 618-622.
57. S. F. Boys, F. Bernardi, Mol. Phys. 1970, 19, 553-566.
58. A. E. Reed, L. A. Curtiss, F. Weinhold, Chem. Rev. 1988, 88, 899-926.
59. Gaussian 03, Revision C.01, M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, J. A. Montgomery, Jr., T. Vreven, K. N. Kudin, J. C. Burant, J. M. Millam, S. S. Iyengar, J. Tomasi, V. Barone, B. Mennucci, M. Cossi, G. Scalmani, N. Rega, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, M. Klene, X. Li, J. E. Knox, H. P. Hratchian, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, P. Y. Ayala, K. Morokuma, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, V. G. Zakrzewski, S. Dapprich, A. D. Daniels, M. C. Strain, O. Farkas, D. K. Malick, A. D. Rabuck, K. Raghavachari, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, Q. Cui, A. G. Baboul, S. Clifford, J. Cioslowski, B. B. Stefanov, G. Liu, A. Liashenko, P. Piskorz, I. Komaromi, R. L. Martin, D. J. Fox, T. Keith, M. A. Al-Laham, C. Y. Peng, A. Nanayakkara, M. Challacombe, P. M. W. Gill, B. Johnson, W. Chen, M. W. Wong, C. Gonzalez, J. A. Pople, Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2004.
60. W. Humphrey, A. Dalke, K. Schulten, J. Molec. Graphics 1996, 14, 33-38.
61. J. Q. Searcy, J. B. Fenn, J. Chem. Phys. 1974, 61, 5282-5288.
62. S. Wei, Z. Shi, A. W. Castleman, J. Chem. Phys. 1991, 94, 3268-3270.
63. C. J. Tsai, K. D. Jordan, J. Phys. Chem. 1993, 97, 5208-5210.
64. S. McDonald, L. Ojamae, S. J. Singer, J. Phys. Chem. A 1998, 102, 2824-2832.
65. D. J. Wales, M. P. Hodges, Chem. Phys. Lett. 1998, 286, 65-72.
66. M. P. Hodges, D. J. Wales, Chem. Phys. Lett. 2000, 324, 279-288.
67. R. Ludwig, ChemPhysChem 2004, 5, 1495-1497.
68. M. Miyazaki, A. Fujii, T. Ebata, N. Mikami, Science 2004, 304, 1134-1137.
69. J. W. Shin, N. I. Hammer, E. G. Diken, M. A. Johnson, R. S. Walters, T. D. Jaeger, M. A. Duncan, R. A. Christie, K. D. Jordan, Science 2004, 304, 1137-1140.
70. T. S. Zwier, Science 2004, 304, 1119-1120.
71. P. G. Sennikov, S. K. Ignatov, O. Schrems, ChemPhysChem 2005, 6, 392-412.
72. A. Lenz, L. Ojamäe, Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 1905-1911.
73. M. V. Kirov, G. S. Fanourgakis, S. S. Xantheas, Chem. Phys. Lett. 2008, 461, 180-188.
74. O. Loboda, V. Goncharuk, Chem. Phys. Lett. 2010, 484, 144-147.
75. E. J. Hamilton, C. A. Naleway, J. Phys. Chem. 1976, 80, 2037-2040.
76. S. Aloisio, J. S. Francisco, R. R. Friedl, J. Phys. Chem. A 2000, 104, 6597-6601.
77. K. Suma, Y. Sumiyoshi, Y. Endo, Science 2006, 311, 1278-1281.
78. A. Galano, M. Narciso-Lopez, M. Francisco-Marquez, J. Phys. Chem. A 2010, 114, 5796-5809.
79. S. K. Ignatov, P. G. Sennikov, H. W. Jacobi, A. G. Razuvaev, O. Schrems, Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 496-505.
80. S. D. Belair, H. Hernandez, J. S. Francisco, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3024-3025.
81. M. Eigen, L. Demaeyer, Z. Elektrochem. 1955, 59, 986-993.
82. M. Trajbl, G. Y. Hong, A. Warshel, J. Phys. Chem. B 2002, 106, 13333-13343.
83. -1.
84. T. Steiner, Angew. Chem. 2002, 114, 50-80
85. Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 48-76.
86. The pressure and temperature of a given atmospheric altitude have been taken from the NASA atmospheric simulator, AtmosModeler Simulator-Version 1.2a-NASA, http://www.grc.nasa.gov/WWW/ K-12/airplane/atmosi.html.
87. NIST Standard Reference Data Program,.
88. E. P. L. Hunter, S. G. Lias, J. Phys. Chem. Ref. Data 1998, 27, 413-656.
89. M. I. Bernal-Uruchurtu, I. Ortega-Blake, J. Phys. Chem. A 1999, 103, 884-892.
90. -1, T=298 K)
91. H. M. Lee, K. S. Kim, Mol. Phys. 2002, 100, 875-879.
92. T. Seta, M. Yamamoto, M. Nishioka, M. Sadakata, J. Phys. Chem. A 2003, 107, 962-967.
93. V. Y. Antonchenko, E. S. Kryachko, Chem. Phys. 2006, 327, 485-493.
94. -1, T=298 K)
95. V. Buch, A. Milet, R. Vacha, P. Jungwirth, J. P. Devlin, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2007, 104, 7342-7347.
96. ESPERE Climate Enciclopaedia, accessed November, 25, 2010.