A multinuclear solid-state magnetic resonance and GIPAW DFT study of anhydrous calcium chloride and its hydrates

Canadian Journal of Chemistry

Volumn 89, Issue 7, 2011, Pages 754-763

  Widdifield, Cory M ^a   Bryce, David L ^a  

^a UNIVERSITY OF OTTAWA   (Canada)

Author keywords

35Cl; 37Cl; 43Ca; C Q; CaCl2; Chemical shift anisotropy (CSA); Chlorine; Electric field gradient; Hydrates; Polymorphism; Solid state NMR

Indexed keywords

35CL; 37CL; 43CA; C Q; CACL2; CHEMICAL SHIFT ANISOTROPY (CSA); ELECTRIC FIELD GRADIENT; SOLID STATE NMR;

CALCIUM; CHEMICAL SHIFT; CHLORINE; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTRIC FIELDS; ELECTRONIC STRUCTURE; HYDRATES; HYDRATION; METAL HALIDES; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; RESONANCE; SODIUM CHLORIDE; TENSORS;

CALCIUM CHLORIDE;

EID: 80051510176     PISSN: 00084042     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1139/v11-009     Document Type: Article

References (86)

1. Lesage A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009 11 (32), 6876. 10.1039/b907733m
2. Ashbrook S. E. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009 11 (32), 6892. 10.1039/b907183k
3. Vanderbilt D. Phys. Rev. B 1990 41 (11), 7892. 10.1103/PhysRevB.41.7892
4. Pickard C. J. Mauri F. Phys. Rev. B 2001 63 (24), 245101. 10.1103/PhysRevB.63.245101
5. Profeta M. Mauri F. Pickard C. J. J. Am. Chem. Soc. 2003 125 (2), 541. 10.1021/ja027124r (Pubitemid 36077877)
6. Pickard C. J. Salager E. Pintacuda G. Elena B. Emsley L. J. Am. Chem. Soc. 2007 129 (29), 8932. 10.1021/ja071829h (Pubitemid 47171820)
7. Johnston K. E. Tang C. C. Parker J. E. Knight K. S. Lightfoot P. Ashbrook S. E. J. Am. Chem. Soc. 2010 132 (25), 8732. 10.1021/ja101860r
8. Moudrakovski I. L. Alizadeh R. Beaudoin J. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010 12 (26), 6961. 10.1039/c000353k
9. Hamaed H. Ye E. Udachin K. Schurko R. W. J. Phys. Chem. B 2010 114 (18), 6014. 10.1021/jp102026m
10. Middlemiss D. S. Blanc F. Pickard C. J. Grey C. P. J.Magn. Reson. 2010 204 (1), 1. 10.1016/j.jmr.2010.01.004
11. Sutrisno A. Hanson M. A. Rupar P. A. Terskikh V. V. Baines K. M. Huang Y. Chem. Commun. (Camb.) 2010 46 (16), 2817. 10.1039/b926071d
12. Widdifield C. M. Bryce D. L. J. Phys. Chem. A 2010 114 (40), 10810. 10.1021/jp108237x
13. Hanna J. V. Pike K. J. Charpentier T. Kemp T. F. Smith M. E. Lucier B. E. G. Schurko R. W. Cahill L. S. Chem.-Eur. J. 2010 16 (10), 3222. 10.1002/chem.200901581
14. Widdifield C. M. Bryce D. L. J. Phys. Chem. A 2010 114 (5), 2102. 10.1021/jp909106j
15. Moudrakovski I. Lang S. Patchkovskii S. Ripmeester J. J.Phys. Chem. A 2010 114 (1), 309. 10.1021/jp908206c
16. Kibalchenko M. Yates J. R. Massobrio C. Pasquarello A. Phys. Rev. B 2010 82 (2), 020202(R). 10.1103/PhysRevB.82.020202
17. Truflandier L. A. Boucher F. Payen C. Hajjar R. Millot Y. Bonhomme C. Steunou N. J. Am. Chem. Soc. 2010 132 (13), 4653. 10.1021/ja908973y
18. Harris, R. K. Crystallography & NMR: an Overview. In NMR Crystallography; Harris, R. K., Wasylishen, R. E., and Duer, M. J., Eds.; John Wiley & Sons: Chichester, UK, 2009; p3.
19. Webber A. L. Emsley L. Claramunt R. M. Brown S. P. J.Phys. Chem. A 2010 114 (38), 10435. 10.1021/jp104901j
20. Webber A. L. Elena B. Griffin J. M. Yates J. R. Pham T. N. Mauri F. Pickard C. J. Gil A. M. Stein R. Lesage A. Emsley L. Brown S. P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010 12 (26), 6970. 10.1039/c001290d
21. Ganapathy S. Sengupta S. Wawrzyniak P. K. Huber V. Buda F. Baumeister U. Würthner F. de Groot H. J. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009 106 (28), 11472. 10.1073/pnas.0811872106
22. Salager E. Stein R. S. Pickard C. J. Elena B. Emsley L. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009 11 (15), 2610. 10.1039/b821018g
23. Seyfarth L. Senker J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009 11 (18), 3522. 10.1039/b819319c
24. Ashbrook S. E. Cutajar M. Pickard C. J. Walton R. I. Wimperis S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008 10 (37), 5754. 10.1039/b805681a
25. Harris R. K. Hodgkinson P. Pickard C. J. Yates J. R. Zorin V. Magn. Reson. Chem. 2007 45 (S1), S174. 10.1002/mrc.2132
26. Brouwer D. H. J. Magn. Reson. 2008 194 (1), 136. 10.1016/j.jmr.2008.06. 020
27. Brouwer D. H. J. Am. Chem. Soc. 2008 130 (20), 6306. 10.1021/ja800227f (Pubitemid 351706075)
28. Brouwer D. H. Kristiansen P. E. Fyfe C. A. Levitt M. H. J.Am. Chem. Soc. 2005 127 (2), 542. 10.1021/ja043228l (Pubitemid 40174378)
29. Widdifield C. M. Bryce D. L. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009 11 (33), 7120. 10.1039/b911448n
30. Power W. P. Wasylishen R. E. Mooibroek S. Pettitt B. A. Danchura W. J. Phys. Chem. 1990 94 (2), 591. 10.1021/j100365a019
31. Chapman R. P. Bryce D. L. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009 11 (32), 6987. 10.1039/b906627f
32. Chapman R. P. Widdifield C. M. Bryce D. L. Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 2009 55 (3), 215. 10.1016/j.pnmrs.2009.05.001
33. Widdifield, C. M.; Chapman, R. P.; Bryce, D. L. Chlorine, Bromine, and Iodine Solid-State NMR Spectroscopy. In Annual Reports on NMR Spectroscopy; Webb, G.A., Ed.; Elsevier Ltd.: Oxford, UK, 2009; Vol.66, pp 195-326. 10.1016/S0066-4103(08)00405-5
34. Chapman R. P. Bryce D. L. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007 9 (47), 6219. 10.1039/b712688c
35. Bryce D. L. Sward G. D. J. Phys. Chem. B 2006 110 (51), 26461. 10.1021/jp065878c (Pubitemid 46133366)
36. Bryce D. L. Sward G. D. Adiga S. J. Am. Chem. Soc. 2006 128 (6), 2121. 10.1021/ja057253i (Pubitemid 43277352)
37. Bryce D. L. Sward G. D. Magn. Reson. Chem. 2006 44 (4), 409. 10.1002/mrc.1741 (Pubitemid 43496248)
38. Coplen T. B. Böhlke J. K. De Bièvre P. Ding T. Holden N. E. Hopple J. A. Krouse H. R. Lamberty A. Peiser H. S. Révész K. Rieder S. E. Rosman K. J. R. Roth E. Taylor P. D. P. Vocke R. D. Jr Xiao Y. K. Pure Appl. Chem. 2002 74 (10), 1987. 10.1351/pac200274101987
39. Pyykkö P. Mol. Phys. 2008 106 (16-18), 1965. 10.1080/ 00268970802018367
40. Rossini A. J. Mills R. W. Briscoe G. A. Norton E. L. Geier S. J. Hung I. Zheng S. Autschbach J. Schurko R. W. J. Am. Chem. Soc. 2009 131 (9), 3317. 10.1021/ja808390a
41. Hung I. Shetty K. Ellis P. D. Brey W. W. Gan Z. Solid State Nucl. Magn. Reson. 2009 36 (4), 159. 10.1016/j.ssnmr.2009.10.001
42. Gordon P. G. Brouwer D. H. Ripmeester J. A. J. Phys. Chem. A 2008 112 (49), 12527. 10.1021/jp808524h
43. Gordon P. G. Brouwer D. H. Ripmeester J. A. ChemPhysChem 2010 11 (1), 260. 10.1002/cphc.200900624
44. Bryce D. L. Bultz E. B. Chem.-Eur. J. 2007 13 (17), 4786. 10.1002/chem.200700056 (Pubitemid 46910620)
45. Hamaed H. Pawlowski J. M. Cooper B. F. T. Fu R. Eichhorn S. H. Schurko R. W. J. Am. Chem. Soc. 2008 130 (33), 11056. 10.1021/ja802486q
46. Sandland T. O. Du L. S. Stebbins J. F. Webster J. D. Geochim. Cosmochim. Acta 2004 68 (24), 5059. 10.1016/j.gca.2004.07.017 (Pubitemid 40046694)
47. Harris R. K. Becker E. D. Cabral De Menezes S. M. Granger P. Hoffman R. E. Zilm K. W. Pure Appl. Chem. 2008 80 (1), 59. 10.1351/pac200880010059
48. Gervais C. Laurencin D. Wong A. Pourpoint F. Labram J. Woodward B. Howes A. P. Pike K. J. Dupree R. Mauri F. Bonhomme C. Smith M. E. Chem. Phys. Lett. 2008 464 (1-3), 42. 10.1016/j.cplett.2008.09.004
49. Solomon I. Phys. Rev. 1958 110 (1), 61. 10.1103/PhysRev.110.61
50. Weisman I. D. Bennett L. H. Phys. Rev. 1969 181 (3), 1341. 10.1103/PhysRev.181.1341
51. Kunwar A. C. Turner G. L. Oldfield E. J. Magn. Reson. 1986 69, 124. 10.1016/0022-2364(86)90224-6
52. Massiot D. Farnan I. Gautier N. Trumeau D. Trokiner A. Coutures J. P. Solid State Nucl. Magn. Reson. 1995 4 (4), 241. 10.1016/0926-2040(95)00002-8
53. Medek A. Frydman V. Frydman L. J. Phys. Chem. A 1999 103 (25), 4830. 10.1021/jp990410d
54. Eichele, K.; Wasylishen, R. E. WSolids1: Solid-State NMR Spectrum Simulation Package, ver. 1.19.11; Universität Tübingen: Tübingen, 2009.
55. Clark S. J. Segall M. D. Pickard C. J. Hasnip P. J. Probert M. I. J. Refson K. Payne M. C. Z. Kristallogr. 2005 220 (5-6), 567. 10.1524/zkri.220.5. 567.65075 (Pubitemid 40778242)
56. Yates J. R. Pickard C. J. Mauri F. Phys. Rev. B 2007 76 (2), 024401. 10.1103/PhysRevB.76.024401
57. Perdew J. P. Burke K. Ernzerhof M. Phys. Rev. Lett. 1996 77 (18), 3865. 10.1103/PhysRevLett.77.3865
58. Perdew J. P. Burke K. Ernzerhof M. Phys. Rev. Lett. 1997 78 (7), 1396. 10.1103/PhysRevLett.78.1396
59. Perdew, J. P. Unified Theory of Exchange and Correlation Beyond the Local Density Approximation. In Electronic Structure of Solids 91: Proceedings of the 75th WE-Heraeus-Seminar; Ziesche, P., Eschrig, H., Eds.; Akademie Verlag: Berlin, 1991; p 11.
60. Perdew J. P. Chevary J. A. Vosko S. H. Jackson K. A. Pederson M. R. Singh D. J. Fiolhais C. Phys. Rev. B 1992 46 (11), 6671. 10.1103/PhysRevB.46.6671
61. Perdew J. P. Chevary J. A. Vosko S. H. Jackson K. A. Pederson M. R. Singh D. J. Fiolhais C. Phys. Rev. B 1993 48 (7), 4978. 10.1103/PhysRevB.48.4978.2
62. Perdew J. P. Burke K. Wang Y. Phys. Rev. B 1996 54 (23), 16533. 10.1103/PhysRevB.54.16533
63. Burke, K.; Perdew, J. P.; Wang, Y. Derivation of a Generalized Gradient Approximation: the PW91 Density Functional. In Electronic Density Functional Theory: Recent Progress and New Directions; Dobson, J. F., Vignale, G., and Das, M. P., Eds.; Plenum: New York, 1998.
64. Monkhorst H. J. Pack J. D. Phys. Rev. B 1976 13 (12), 5188. 10.1103/PhysRevB.13.5188
65. van Bever A. K. Nieuwenkamp W. Z. Kristallogr. 1935 90, 374.
66. Agron P. A. Busing W. R. Acta Crystallogr. C 1986 C42 (2), 141. 10.1107/S0108270186097007
67. Arfken, G. B.; Weber, H. J. Mathematical Methods for Physicists, 6th ed. Academic Press: New York, 2005; p 202.
68. Adiga S. Aebi D. Bryce D. L. Can. J. Chem. 2007 85 (7-8), 496. 10.1139/v07-069 (Pubitemid 47510707)
69. Stebbins J. F. Du L. S. Am. Mineral. 2002 87 (2-3), 359.
70. MacKenzie, K. J. D.; Smith, M. E. Multinuclear Solid-State NMR of Inorganic Materials; Pergamon: Amsterdam, 2002.
71. Lin Z. Smith M. E. Sowrey F. E. Newport R. J. Phys. Rev. B 2004 69 (22), 224107. 10.1103/PhysRevB.69.224107
72. Bryce D. L. Bultz E. B. Aebi D. J. Am. Chem. Soc. 2008 130 (29), 9282. 10.1021/ja8017253 (Pubitemid 352031138)
73. Bryce D. L. Dalton Trans. 2010 39 (37), 8593. 10.1039/c0dt00416b
74. Leclaire A. Borel M. M. Acta Crystallogr. B 1979 B35 (3), 585. 10.1107/S0567740879004209
75. Leclaire A. Borel M. M. Acta Crystallogr. B 1978 B34 (3), 900. 10.1107/S0567740878004288
76. Leclaire A. Borel M. M. Monier J. C. Acta Crystallogr. B 1980 B36 (11), 2757. 10.1107/S0567740880009909
77. Shepelev A. I. Lyashenko M. N. Druzhinin I. G. Dokl. Akad. Nauk SSSR 1950 75, 379.
78. Leclaire A. Borel M. M. Acta Crystallogr. B 1977 B33 (5), 1608. 10.1107/S0567740877006645
79. Chapman R. P. Hiscock J. R. Gale P. A. Bryce D. L. Can. J. Chem. 2011 89. This issue.
80. Gee M. Wasylishen R. E. Laaksonen A. J. Phys. Chem. A 1999 103 (50), 10805. 10.1021/jp9925841
81. Brackett E. B. Brackett T. E. Sass R. L. J. Inorg. Nucl. Chem. 1963 25 (10), 1295. 10.1016/0022-1902(63)80396-6
82. Wu G. Terskikh V. J. Phys. Chem. A 2008 112 (41), 10359. 10.1021/jp8064739
83. Sternheimer R. Phys. Rev. 1950 80 (1), 102. 10.1103/PhysRev.80.102.2
84. Sternheimer R. Phys. Rev. 1951 84 (2), 244. 10.1103/PhysRev.84.244
85. Sternheimer R. Phys. Rev. 1954 95 (3), 736. 10.1103/PhysRev.95.736
86. Lucken, E. A. C. Sternheimer Shielding. In Nuclear Quadrupole Coupling Constants; Academic Press: London, 1969; p 79.