NH4+ resides inside the water 20-mer cage as opposed to H3O+, which resides on the surface: A first principles molecular dynamics simulation study

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 7, Issue 11, 2011, Pages 3461-3465

  Willow, Soohaeng Yoo ^a   Singh, N Jiten ^a   Kim, Kwang S ^a  

^a Pohang University of Science and Technology (POSTECH)   (South Korea)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 80755155896     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct200486c     Document Type: Article

References (68)

1. Stace, A. Science 2001, 294, 1292-1293
2. Singh, N. J.; Olleta, A. C.; Kumar, A.; Park, M.; Yi, H.-B.; Bandyopadhyay, I.; Lee, H. M.; Tarakeshwar, P.; Kim, K. S. Theor. Chem. Acc. 2005, 115, 127-135
3. Knipping, E. M.; Lakin, M. J.; Foster, K. L.; Jungwirth, P.; Tobias, D. J.; Gerber, R. B.; Dabdub, D.; Finlayson-Pitts, B. J. Science 2000, 288, 301-306
4. Miller, D. J.; Lisy, J. M. J. Chem. Phys. 2006, 124, 184301
5. Vaden, T. D.; Lisy, J. M.; Carnegie, P. D.; Dinesh Pillai, E.; Duncan, M. A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 3078
6. Kolaski, M.; Lee, H. M.; Choi, Y. C.; Kim, K. S.; Tarakeshwar, P.; Miller, D. J.; Lisy, J. M. J. Chem. Phys. 2007, 126, 074302
7. Reinhard, B. M.; Niedner-Schatteburg, G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2002, 4, 1471-1477
8. Sobott, F.; Wattenberg, A.; Barth, H.-D.; Brutschy, B. Int. J. Mass Spectrom. 1999, 187, 271-279
9. Lee, H. M.; Min, S. K.; Lee, E. C.; Min, J.-H.; Odde, S.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 2005, 122, 064314
10. Karthikeyan, S.; Park, M.; Shin, I.; Kim, K. S. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 10120-10124
11. Lehr, L.; Zanni, M. T.; Frischkorn, C.; Weinkauf, R.; Neumark, D. M. Science 1999, 284, 635-638
12. Robertson, W. H.; Johnson, M. A. Science 2002, 298, 69-69
13. Robertson, W. H.; Diken, E. G.; Price, E. A.; Shin, J.-W.; Johnson, M. A. Science 2003, 299, 1367-1372
14. Hurley, S. M.; Dermota, T. E.; Hydutsky, D. P.; Castleman, A. W., Jr. Science 2002, 298, 202-204
15. Kim, J.; Lee, H.; Suh, S.; Majumdar, D.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 2000, 113, 5259-5272
16. Odde, S.; Mhin, B. J.; Lee, S.; Lee, H. M.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 2004, 120, 9524
17. Wang, X.-B.; Kowalski, K.; Wang, L.-S.; Xantheas, S. S. J. Chem. Phys. 2010, 132, 124306
18. Yates, B. F.; Schaefer, H. F., III; Lee, T. J.; Rice, J. E. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 6327-6332
19. Kemp, D. D.; Gordon, M. S. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 7688-7699
20. Gruenloh, C. J.; Carney, J. R.; Arrington, C. A.; Zwier, T. S.; Fredericks, S. Y.; Jordan, K. D. Science 1997, 276, 1678-1681
21. Losada, M.; Leutwyler, S. J. Chem. Phys. 2002, 117, 2003-2016
22. Day, P.; Pachter, R.; Gordon, M. S.; Merrill, G. N. J. Chem. Phys. 2000, 112, 2063-2073
23. Bulusu, S.; Yoo, S.; Aprà, E.; Xantheas, S.; Zeng, X. C. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 11781-11784
24. Yoo, S.; Aprà, E.; Zeng, X. C.; Xantheas, S. S. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 3122-3127
25. Lagutschenkov, A.; Fanourgakis, G.; Niedner-Schatteburg, G.; Xantheas, S. S. J. Chem. Phys. 2005, 122, 194310
26. Lenz, A.; Ojamäe, L. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 13388-13393
27. Lee, H. M.; Suh, S. B.; Lee, J. Y.; Tarakeshwar, P.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 2000, 112, 9759
28. Lee, H.; Suh, S.; Lee, J.; Tarakeshwar, P.; Kim, K. J. Chem. Phys. 2001, 113, 3343
29. Shinohara, H.; Nagashima, U.; Nishi, N. Chem. Phys. Lett. 1984, 111, 511-513
30. Perrin, C. L.; Gipe, R. K. Science 1987, 238, 1393-1394
31. Fox, B. S.; Beyer, M. K.; Bondybey, V. E. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 6386-6392
32. Diken, E. G.; Hammer, N. I.; Johnson, M. A.; Christie, R. A.; Jordan, K. D. J. Chem. Phys. 2005, 123, 164309
33. Pankewitz, T.; Lagutschenkov, A.; Niedner-Schatteburg, G.; Xantheas, S. S.; Lee, Y.-T. J. Chem. Phys. 2007, 126, 074307
34. Wang, Y.-S.; Chang, H.-C.; Jiang, J.-C.; Lin, S. H.; Lee, Y. T.; Chang, Y.-T. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 8777-8788
35. Jiang, J.-C.; Chang, H.-C.; Lee, Y. T.; Lin, S. H. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 3123-3135
36. Brugé, F.; Bernasconi, M.; Parrinello, M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 10883-10888
37. Chang, T.; Dang, L. X. J. Chem. Phys. 2003, 118, 8813-8820
38. Lee, H. M.; Tarakeshwar, P.; Park, J.; Kołaski, M. R.; Yoon, Y. J.; Yi, H.-B.; Kim, W. Y.; Kim, K. S. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 2949-2958
39. Karthikeyan, S.; Singh, J. N.; Park, M.; Kumar, R.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 2008, 128, 244304
40. Douady, J.; Calvo, F.; Spiegelman, F. J. Chem. Phys. 2008, 129, 154305
41. Zhao, Y.-L.; Meot-Ner Mautner, M.; Gonzalez, C. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 2967-2974
42. Kim, H.; Lee, H. M. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 6859-6864
43. Morrell, T. E.; Shields, G. C. J. Phys. Chem. A 2010, 114, 4266-4271
44. Miyazaki, M.; Fujii, A.; Ebata, T.; Mikami, N. Science 2004, 304, 1134-1137
45. Mizuse, K.; Fujii, A. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 2130-2134
46. 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, 1137-1140
47. Wu, C.-C.; Lin, C.-K.; Chang, H.-C.; Jiang, J.-C.; Kuo, J.-L.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 2005, 122, 074315
48. Iyengar, S. S.; Petersen, M. K.; Day, T. J. F.; Burnham, C. J.; Teige, V. E.; Voth, G. A. J. Chem. Phys. 2005, 123, 084309
49. Singh, N. J.; Park, M.; Min, S. K.; Suh, S. B.; Kim, K. S. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 118, 3879-3884
50. Elstner, M.; Porezag, D.; Jungnickel, G.; Elsner, J.; Haugk, M.; Frauenheim, T.; Suhai, S.; Seifert, G. Phys. Rev. B 1998, 58, 7260-7268
51. Li, Z.; Scheraga, H. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1987, 84, 6611-6615
52. Wales, D.; Hodges, M. P. Chem. Phys. Lett. 1998, 286, 65-72
53. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098-3100
54. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789
55. Weigend, F.; Haser, M.; Patzelt, H.; Ahlrichs, R. Chem. Phys. Lett. 1998, 294, 143-152
56. Grimme, S.; Antony, J.; Schwabe, T.; Mck-Lichtenfeld, C. Org. Biomol. Chem. 2007, 5, 741
57. Gräfenstein, J.; Cremer, D. J. Chem. Phys. 2009, 130, 124105
58. Johnson, E. R.; Mackie, I. D.; DiLabio, G. A. J. Phys. Org. Chem. 2009, 22, 1127-1135
59. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. Theor. Chem. Acc. 2007, 120, 215-241
60. Dunning, T., Jr. J. Chem. Phys. 1989, 90, 1007-1023
61. Kendall, R.; Dunning, T., Jr. ; Harrison, R. J. Chem. Phys. 1992, 96, 6796-6806
62. 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 C.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
63. Ahlrichs, R.; Bar, M.; Haser, M.; Horn, H.; Kolmel, C. Chem. Phys. Lett. 1989, 162, 165-169. {Available from TURBOMOLE-Program Package for ab initio Electronic Structure Calculations. http://www.turbomole.com (accessed Sep 27, 2011).}
64. Car, R.; Parrinello, M. Phys. Rev. Lett. 1985, 55, 2471-2474
65. CPMD; IBM Corp.: Armonk, NY, 1990; MPI für Festkörperforschung Stuttgart: Stuttgart, Germany, 1997. http://www.cpmd.org/ (accessed Sep 27, 2011).
66. Troullier, N.; Martins, J. Phys. Rev. B 1991, 43, 1993-2006
67. Schmitt, U. W.; Voth, G. A. J. Chem. Phys. 1999, 111, 9361
68. Park, M.; Shin, I.; Singh, N. J.; Kim, K. S. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 10692-10702