The state of asymmetric nitride clusters in endohedral fullerenes as studied by 14N NMR spectroscopy: Experiment and theory

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 115, Issue 31, 2011, Pages 15257-15265

  Popov, Alexey A ^a,b   Schiemenz, Sandra ^a   Avdoshenko, Stanislav M ^c   Yang, Shangfeng ^a   Cuniberti, Gianaurelio ^c,d   Dunsch, Lothar ^a  

^a IFW DRESDEN   (Germany)

^b MOSCOW STATE UNIVERSITY   (Russian Federation)

^c DRESDEN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Germany)

^d National Center for Nanomaterials Technology (NCNT)   (South Korea)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ATOMIC ORBITAL; CAGE SIZES; CHEMICAL ENVIRONMENT; CLUSTERFULLERENES; DENSITY FUNCTIONAL THEORY CALCULATIONS; DENSITY OF STATE; ENDOHEDRAL CLUSTERS; ENDOHEDRAL FULLERENE; LINEAR FUNCTIONS; METAL ATOMS; NMR SIGNALS; ORBITALS; RAMSEY THEORY; RELATED SYSTEMS; SHIELDING TENSORS;

CHEMICAL ANALYSIS; CHEMICAL BONDS; CHEMICAL SHIFT; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; FULLERENES; METALS; MOLECULAR ORBITALS; NITROGEN; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; SCANDIUM; SHIELDING;

NITRIDES;

EID: 79961212966     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp204290f     Document Type: Article

References (76)

1. Dunsch, L.; Yang, S. Small 2007, 3 (8) 1298-1320
2. Chaur, M. N.; Melin, F.; Ortiz, A. L.; Echegoyen, L. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 7514-7538
3. Dunsch, L.; Yang, S. F. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9 (24) 3067-3081
4. Popov, A. A. J. Comput. Theor. Nanosci. 2009, 6 (2) 292-317
5. Valencia, R.; Rodriguez-Fortea, A.; Clotet, A.; de Graaf, C.; Chaur, M. N.; Echegoyen, L.; Poblet, J. M. Chem.-Eur. J. 2009, 15 (41) 10997-11009
6. Popov, A. A.; Dunsch, L. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2 (7) 786-794
7. Yamada, M.; Wakahara, T.; Lian, Y.; Tsuchiya, T.; Akasaka, T.; Waelchli, M.; Mizorogi, N.; Nagase, S.; Kadish, K. M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128 (5) 1400-1401
8. Takano, Y.; Aoyagi, M.; Yamada, M.; Nikawa, H.; Slanina, Z.; Mizorogi, N.; Ishitsuka, M. O.; Tsuchiya, T.; Maeda, Y.; Akasaka, T.; Kato, T.; Nagase, S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9340-9346
9. Yamada, M.; Someya, C.; Wakahara, T.; Tsuchiya, T.; Maeda, Y.; Akasaka, T.; Yoza, K.; Horn, E.; Liu, M. T. H.; Mizorogi, N.; Nagase, S. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 1171-1176
10. Yamada, M.; Wakahara, T.; Tsuchiya, T.; Maeda, Y.; Akasaka, T.; Mizorogi, N.; Nagase, S. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 7627-7631
11. Zhang, L.; Popov, A. A.; Yang, S.; Klod, S.; Rapta, P.; Dunsch, L. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 7840-7847
12. Wang, X. L.; Zuo, T. M.; Olmstead, M. M.; Duchamp, J. C.; Glass, T. E.; Cromer, F.; Balch, A. L.; Dorn, H. C. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128 (27) 8884-8889
13. Klod, S.; Zhang, L.; Dunsch, L. J. Phys. Chem. C 2010, 114 (18) 8264-8267
14. Yang, S.; Popov, A. A.; Dunsch, L. Angew. Chem. Int. Edit. Engl. 2008, 47, 8196-8200
15. Alvarez, L.; Pichler, T.; Georgi, P.; Schwieger, T.; Peisert, H.; Dunsch, L.; Hu, Z.; Knupfer, M.; Fink, J.; Bressler, P.; Mast, M.; Golden, M. S. Phys. Rev. B 2002, 66 (3) 035107
16. Pichler, T.; Golden, M. S.; Knupfer, M.; Fink, J.; Kirbach, U.; Kuran, P.; Dunsch, L. Phys. Rev. Lett. 1997, 79 (16) 3026-3029
17. Krause, M.; Liu, X. J.; Wong, J.; Pichler, T.; Knupfer, M.; Dunsch, L. J. Phys. Chem. A 2005, 109 (32) 7088-7093
18. Shiozawa, H.; Rauf, H.; Pichler, T.; Grimm, D.; Liu, X.; Knupfer, M.; Kalbac, M.; Yang, S.; Dunsch, L.; Buchner, B.; Batchelor, D. Phys. Rev. B 2005, 72 (19) 5
19. Weaver, J. H.; Chai, Y.; Kroll, G. H.; Jin, C.; Ohno, T. R.; Haufler, R. E.; Guo, T.; Alford, J. M.; Conceicao, J.; Chibante, L. P. F.; Jain, A.; Palmer, G.; Smalley, R. E. Chem. Phys. Lett. 1992, 190 (5) 460-464
20. Shinohara, H. Rep. Prog. Phys. 2000, 63 (6) 843-892
21. Rahmer, J.; Dunsch, L.; Dorn, H.; Mende, J.; Mehring, M. Magn. Reson. Chem. 2005, 43, S192-S198
22. Jakes, P.; Dinse, K. P. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123 (36) 8854-8855
23. Rapta, P.; Popov, A. A.; Yang, S. F.; Dunsch, L. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 5858-5865
24. Popov, A. A.; Shustova, N. B.; Svitova, A. L.; Mackey, M. A.; Coumbe, C. E.; Phillips, J. P.; Stevenson, S.; Strauss, S. H.; Boltalina, O. V.; Dunsch, L. Chem.-Eur. J. 2010, 16 (16) 4721-4724
25. Shustova, N. B.; Peryshkov, D. V.; Kuvychko, I. V.; Chen, Y.-S.; Mackey, M. A.; Coumbe, C. E.; Heaps, D. T.; Confait, B. S.; Heine, T.; Phillips, J. P.; Stevenson, S.; Dunsch, L.; Popov, A. A.; Strauss, S. H.; Boltalina, O. V. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133 (8) 2672-2690
26. Hoinkis, M.; Yannoni, C. S.; Bethune, D. S.; Salem, J. R.; Johnson, R. D.; Crowder, M. S.; Devries, M. S. Chem. Phys. Lett. 1992, 198 (5) 461-465
27. Misochko, E. Y.; Akimov, A. V.; Belov, V. A.; Tyurin, D. A.; Bubnov, V. P.; Kareev, I. E.; Yagubskii, E. B. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12 (31) 8863-8869
28. Echegoyen, L.; Chancellor, C. J.; Cardona, C. M.; Elliott, B.; Rivera, J.; Olmstead, M. M.; Balch, A. L. Chem. Commun. 2006, 25, 2653-2655
29. Zuo, T.; Xu, L.; Beavers, C. M.; Olmstead, M. M.; Fu, W.; Crawford, T. D.; Balch, A. L.; Dorn, H. C. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130 (39) 12992-12997
30. Suzuki, T.; Maruyama, Y.; Kato, T.; Akasaka, T.; Kobayashi, K.; Nagase, S.; Yamamoto, K.; Funasaka, H.; Takahashi, T. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117 (37) 9606-9607
31. Akasaka, T.; Kato, T.; Nagase, S.; Kobayashi, K.; Yamamoto, K.; Funasaka, H.; Takahashi, T. Tetrahedron 1996, 52 (14) 5015-5020
32. Yamada, M.; Okamura, M.; Sato, S.; Someya, C. I.; Mizorogi, N.; Tsuchiya, T.; Akasaka, T.; Kato, T.; Nagase, S. Chem.-Eur. J. 2009, 15 (40) 10533-10542
33. Dinse, K. P.; Kato, T. Multi-Frequency EPR Study of Metallo- Endofullerenes. In Novel NMR and EPR Techniques, Lecture Notes Phys.; Dolinšek, J.; Vilfan, M.; Žumer, S., Eds.; Springer: Berlin Heidelberg, 2006; pp 185-207. (Pubitemid 44472775)
34. Kato, T. J. Mol. Struct. 2007, 838 (1-3) 84-88
35. Fu, W.; Xu, L.; Azurmendi, H.; Ge, J.; Fuhrer, T.; Zuo, T.; Reid, J.; Shu, C.; Harich, K.; Dorn, H. C. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131 (33) 11762-11769
36. Miyake, Y.; Suzuki, S.; Kojima, Y.; Kikuchi, K.; Kobayashi, K.; Nagase, S.; Kainosho, M.; Achiba, Y.; Maniwa, Y.; Fisher, K. J. Phys. Chem. 1996, 100, 9579-9581
37. Kurihara, H.; Lu, X.; Iiduka, Y.; Mizorogi, N.; Slanina, Z.; Tsuchiya, T.; Akasaka, T.; Nagase, S. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133 (8) 2382-2385
38. Stevenson, S.; Rice, G.; Glass, T.; Harich, K.; Cromer, F.; Jordan, M. R.; Craft, J.; Hadju, E.; Bible, R.; Olmstead, M. M.; Maitra, K.; Fisher, A. J.; Balch, A. L.; Dorn, H. C. Nature 1999, 401 (6748) 55-57
39. Akasaka, T.; Nagase, S.; Kobayashi, K.; Walchli, M.; Yamamoto, K.; Funasaka, H.; Kako, M.; Hoshino, T.; Erata, T. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997, 36 (15) 1643-1645
40. Wang, T.-S.; Feng, L.; Wu, J.-Y.; Xu, W.; Xiang, J.-F.; Tan, K.; Ma, Y.-H.; Zheng, J.-P.; Jiang, L.; Lu, X.; Shu, C.-Y.; Wang, C.-R. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132 (46) 16362-16364
41. Dunsch, L.; Yang, S.; Zhang, L.; Svitova, A.; Oswald, S.; Popov, A. A. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132 (15) 5413-5421
42. Krause, M.; Kuzmany, H.; Georgi, P.; Dunsch, L.; Vietze, K.; Seifert, G. J. Chem. Phys. 2001, 115 (14) 6596-6605
43. Krause, M.; Popov, A.; Dunsch, L. ChemPhysChem 2006, 7 (8) 1734-1740
44. Yang, S. F.; Troyanov, S. I.; Popov, A. A.; Krause, M.; Dunsch, L. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128 (51) 16733-16739
45. Yang, S. F.; Kalbac, M.; Popov, A.; Dunsch, L. ChemPhysChem 2006, 7 (9) 1990-1995
46. Yang, S. F.; Popov, A. A.; Kalbac, M.; Dunsch, L. Chem.-Eur. J. 2008, 14 (7) 2084-2092
47. Yang, S.; Popov, A. A.; Chen, C.; Dunsch, L. J. Phys. Chem. C 2009, 113 (18) 7616-7623
48. Yang, S. F.; Popov, A. A.; Dunsch, L. Chem. Commun. 2008, 2885-2887
49. Fu, W.; Wang, X.; Azuremendi, H.; Zhang, J.; Dorn, H. C. Chem. Commun. 2011, 47 (13) 3858-3860
50. Ramsey, N. F. Phys. Rev. 1950, 78 (6) 699-703
51. Kutzelnigg, W.; Fleischer, U.; Schindler, S. The IGLO-Method: Ab Initio Calculation and Interpretation of NMR Chemical Shifts and Magnetic Susceptibilities. In NMR Basic Principles and Progress; Springer Verlag: Berlin/Heidelberg, 1991; pp 165-262.
52. Pipek, J.; Mezey, P. G. J. Chem. Phys. 1989, 90 (9) 4916-4926
53. Kaupp, M.; Buhl, M.; Malkin, V. G. Calculation of NMR and EPR Parameters. Theory and Applications; WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA: Weinheim, 2004.
54. Wolinski, K.; Hinton, J. F.; Pulay, P. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112 (23) 8251-8260
55. Bohmann, J. A.; Weinhold, F.; Farrar, T. C. J. Chem. Phys. 1997, 107 (4) 1173-1184
56. Reed, A. E.; Weinhold, F. J. Chem. Phys. 1985, 83 (4) 1736-1740
57. Kaupp, M. Chem.-Eur. J. 1998, 4 (9) 1678-1686
58. Kaupp, M. Chem.-Eur. J. 1998, 4 (10) 2059-2071
59. Wolff, S. K.; Ziegler, T. J. Chem. Phys. 1998, 109 (3) 895-905
60. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77 (18) 3865-3868
61. Laikov, D. N. Chem. Phys. Lett. 1997, 281, 151-156
62. Laikov, D. N.; Ustynyuk, Y. A. Russ. Chem. Bull., Int. Ed. 2004, 54 (3) 820-826
63. Neese, F. ORCA, an ab initio, density functional and semiempirical program package, Version 2.7; Institute for physical and theoretical chemistry: Bonn, 2009.
64. Schaefer, A.; Horn, H.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1992, 97 (4) 2571-2577
65. Weigend, F.; Ahlrichs, R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7 (18) 3297-3305
66. Cao, X.; Dolg, M. J. Chem. Phys. 2001, 115 (16) 7348-7355
67. Cao, X.; Dolg, M. THEOCHEM 2002, 581, 139-147
68. Eichkorn, K.; Weigend, F.; Treutler, O.; Ahlrichs, R. Theor. Chem. Acc. 1997, 97 (1-4) 119-124
69. Neese, F.; Wennmohs, F.; Hansen, A.; Becker, U. Chem. Phys. 2009, 356 (1-3) 98-109
70. Neese, F. J. Comput. Chem. 2003, 24 (14) 1740-1747
71. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Scalmani, G.; Barone, V.; Mennucci, B.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Caricato, M.; Li, X.; Hratchian, H. P.; Izmaylov, A. F.; Bloino, J.; Zheng, G.; Sonnenberg, J. L.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Vreven, T.; Montgomery, Jr., J. A.; Peralta, J. E.; Ogliaro, F.; Bearpark, M.; Heyd, J. J.; Brothers, E.; Kudin, K. N.; Staroverov, V. N.; Kobayashi, R.; Normand, J.; Raghavachari, K.; Rendell, A.; Burant, J. C.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Cossi, M.; Rega, N.; Millam, N. J.; Klene, M.; Knox, J. E.; 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.; Martin, R. L.; Morokuma, K.; Zakrzewski, V. G.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Farkas, Ö; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cioslowski, J.; Fox, D. J. Gaussian 09, revision A.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2009.
72. Schreckenbach, G.; Ziegler, T. J. Phys. Chem. 1995, 99 (2) 606-611
73. Wolff, S. K.; Ziegler, T.; Van Lenthe, E.; Baerends, E. J. AIP 1999, 110, 7689-7698
74. ADF2010, SCM, Theoretical Chemistry, Vrije Universiteit, Amsterdam, The Netherlands, http://www.scm.com.
75. te Velde, G.; Bickelhaupt, F. M.; Baerends, E. J.; Fonseca Guerra, C.; van Gisbergen, S. J. A.; Snijders, J. G.; Ziegler, T. J. Comput. Chem. 2001, 22 (9) 931-967
76. Van Lenthe, E.; Baerends, E. J. J. Comput. Chem. 2003, 24 (9) 1142-1156