Assessing the polycyclic aromatic hydrocarbon anisotropic potential with application to the exfoliation energy of graphite

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 115, Issue 46, 2011, Pages 13684-13693

  Totton, Tim S ^a   Misquitta, Alston J ^b   Kraft, Markus ^a  

^a UNIVERSITY OF CAMBRIDGE   (United Kingdom)

^b UNIVERSITY OF CAMBRIDGE   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ANISOTROPIC POTENTIAL; CORONENE; INTERACTION ENERGIES; MULTIPOLES; NON-LOCAL FLUCTUATIONS; SECOND VIRIAL COEFFICIENTS; SIMPLE POINT CHARGE; SYMMETRY ADAPTED PERTURBATION THEORY;

ANISOTROPY; AROMATIC COMPOUNDS; BENZENE; DIMERS; ELECTROSTATIC SEPARATORS; ELECTROSTATICS; GRAPHENE; GRAPHITE; HYDROCARBONS; PERTURBATION TECHNIQUES; POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS;

DENSITY FUNCTIONAL THEORY;

CORONENE; GRAPHITE; POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBON; POLYCYCLIC HYDROCARBON;

ANISOTROPY; ARTICLE; CHEMISTRY; DIMERIZATION; QUANTUM THEORY;

ANISOTROPY; DIMERIZATION; GRAPHITE; POLYCYCLIC COMPOUNDS; POLYCYCLIC HYDROCARBONS, AROMATIC; QUANTUM THEORY;

EID: 81555200667     PISSN: 10895639     EISSN: 15205215     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp208088s     Document Type: Article

References (96)

1. Dobbins, R. A.; Fletcher, R. A.; Lu, W. Combust. Flame 1995, 100, 301-309
2. Dobbins, R. A.; Fletcher, R. A.; Chang, H. C. Combust. Flame 1998, 115, 285-298
3. Grieco, W. J.; Lafleur, A. L.; Swallow, K. C.; Richter, H.; Taghizadeh, K.; Howard, J. B. Proc. Combust. Inst. 1998, 27, 1669-1675
4. Weilmünster, P.; Keller, A.; Homann, K. H. Combust. Flame 1999, 116, 62-83
5. Dobbins, R. A.; Fletcher, R. A.; Benner, B. A., Jr.; Hoeft, S. Combust. Flame 2006, 144, 773-781
6. Raj, A.; Celnik, M. S.; Shirley, R.; Sander, M.; Patterson, R. I. A.; West, R. H.; Kraft, M. Combust. Flame 2009, 156, 896-913
7. Ishiguro, T.; Takatori, Y.; Akihama, K. Combust. Flame 1997, 108, 231-234
8. Chen, H. X.; Dobbins, R. A. Combust. Sci. Technol. 2000, 159, 109-128
9. Vander Wal, R. L.; Yezerets, A.; Currier, N. W.; Kim, D. H.; Wang, C. M. Carbon 2007, 45, 70-77
10. Happold, J.; Grotheer, H.; Aigner, M. Rapid Commun. Mass Sp. 2007, 21, 1247-1254
11. Wong, D.; Whitesides, R.; Schuetz, C. A.; Frenklach, M. In Combustion Generated Fine Carbonaceous Particles; Bockhorn, H.; D'Anna, A.; Sarofim, A. F.; Wang, H., Eds.; Karlsruhe University Press, 2007; pp 275-285.
12. Totton, T. S.; Chakrabarti, D.; Misquitta, A. J.; Wales, D. J.; Kraft, M. Combust. Flame 2010, 157, 909-914
13. Celnik, M. S.; Raj, A.; West, R. H.; Patterson, R. I. A.; Kraft, M. Combust. Flame 2008, 155, 161-180
14. Mosbach, S.; Celnik, M. S.; Raj, A.; Kraft, M.; Zhang, H. R.; Kubo, S.; Kim, K. Combust. Flame 2009, 156, 1156-1165
15. Celnik, M. S.; Sander, M.; Raj, A.; West, R. H.; Kraft, M. Proc. Combust. Inst. 2009, 32, 639-646
16. Raj, A.; Sander, M.; Janardhanan, V.; Kraft, M. Combust. Flame 2010, 157, 523-534
17. Williams, D. E. J. Chem. Phys. 1967, 47, 4680-4684
18. Williams, D. E.; Starr, T. L. Comput. Chem. 1977, 1, 173-177
19. van de Waal, B. W. J. Chem. Phys. 1983, 79, 3948-3961
20. Karlström, G.; Linse, P.; Wallqvist, A.; Joensson, B. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 3777-3782
21. Jorgensen, W. L.; Madura, J. D.; Swenson, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 6638-6646
22. Allinger, N. L.; Yuh, Y. H.; Lii, J. H. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 8551-8566
23. Jorgensen, W. L.; Severance, D. L. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 4768-4774
24. Coombes, D. S.; Price, S. L.; Willock, D. J.; Leslie, M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 7352-7360
25. Williams, D. E. J. Mol. Struct. 1999, 485 - 486, 321-347
26. Beyer, T.; Price, S. L. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 2647-2655
27. Williams, D. E. J. Comput. Chem. 2001, 22, 1-20
28. Starr, T. L.; Williams, D. E. J. Chem. Phys. 1977, 66, 2054-2057
29. Arnautova, Y. A.; Jagielska, A.; Pillardy, J.; Scheraga, H. A. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 7143-7154
30. Lommerse, J. P. M.; Motherwell, W. D. S.; Ammon, H. L.; Dunitz, J. D.; Gavezzotti, A.; Hofmann, D. W. M.; Leusen, F. J. J.; Mooij, W. T. M.; Price, S. L.; Schweizer, B.; Schmidt, M. U.; van Eijck, B. P.; Verwer, P.; Williams, D. E. Acta Crystallogr. B 2000, 56, 697-714
31. Pillardy, J.; Arnautova, Y. A.; Czaplewski, C.; Gibson, K. D.; Scheraga, H. A. P. Nat. Acad. Sci. USA 2001, 98, 12351-12356
32. Zykova-Timan, T.; Raiteri, P.; Parrinello, M. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 13231-13237
33. Day, G. M.; Cooper, T. G.; Cruz-Cabeza, A. J.; Hejczyk, K. E.; Ammon, H. L.; Boerrigter, S. X. M.; Tan, J. S.; Della Valle, R. G.; Venuti, E.; Jose, J.; Gadre, S. R.; Desiraju, G. R.; Thakur, T. S.; van Eijck, B. P.; Facelli, J. C.; Bazterra, V. E.; Ferraro, M. B.; Hofmann, D. W. M.; Neumann, M. A.; Leusen, F. J. J.; Kendrick, J.; Price, S. L.; Misquitta, A. J.; Karamertzanis, P. G.; Welch, G. W. A.; Scheraga, H. A.; Arnautova, Y. A.; Schmidt, M. U.; van de Streek, J.; Wolf, A. K.; Schweizer, B. Acta Crystallogr. B 2009, 65, 107-125
34. Price, S. L.; Leslie, M.; Welch, G. W. A.; Habgood, M.; Price, L. S.; Karamertzanis, P. G.; Day, G. M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 8478-8490
35. Takeuchi, H. J. Chem. Inf. Model 2007, 47, 104-109
36. Easter, D. C. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 7733-7742
37. Herdman, J. D.; Miller, J. H. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 6249-6256
38. Rapacioli, M.; Calvo, F.; Spiegelman, F.; Joblin, C.; Wales, D. J. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 2487-2497
39. Williams, D. E. J. Comput. Chem. 2001, 22, 1154-1166
40. Price, S. L.; Price, L. S. In Intermolecular Forces and Clusters I: Structure and Bonding, 2 nd ed.; Mingos, D.; Wales, D. J., Eds.; Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2005; Vol. 115; pp 81-123.
41. Totton, T. S.; Misquitta, A. J.; Kraft, M. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 683-695
42. Misquitta, A. J.; Szalewicz, K. Chem. Phys. Lett. 2002, 357, 301-306
43. Hëelmann, A.; Jansen, G. Chem. Phys. Lett. 2002, 357, 464-470
44. Hëelmann, A.; Jansen, G. Chem. Phys. Lett. 2002, 362, 319-325
45. Hëelmann, A.; Jansen, G. Chem. Phys. Lett. 2003, 367, 778-784
46. Misquitta, A. J.; Jeziorski, B.; Szalewicz, K. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 033201
47. Misquitta, A. J.; Szalewicz, K. J. Chem. Phys. 2005, 122, 214109
48. Misquitta, A. J.; Podeszwa, R.; Jeziorski, B.; Szalewicz, K. J. Chem. Phys. 2005, 123, 214103
49. Hëelmann, A.; Jansen, G.; Schütz, M. J. Chem. Phys. 2005, 122, 014103
50. Mitchell, J. B. O.; Price, S. L.; Leslie, M.; Buttar, D.; Roberts, R. J. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 9961-9971
51. Day, G. M.; Price, S. L. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 16434-16443
52. Tremayne, M.; Grice, L.; Pyatt, J. C.; Seaton, C. C.; Kariuki, B. M.; Tsui, H. H. Y.; Price, S. L.; Cherryman, J. C. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7071-7081
53. Podeszwa, R.; Bukowski, R.; Szalewicz, K. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 10345-10354
54. Misquitta, A. J.; Welch, G. W. A.; Stone, A. J.; Price, S. L. Chem. Phys. Lett. 2008, 456, 105-109
55. Podeszwa, R.; Szalewicz, K. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 2735-2746
56. Singh, U. C.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1984, 5, 129-145
57. Tang, K. T.; Toennies, J. P. J. Chem. Phys. 1984, 80, 3726-3741
58. Misquitta, A. J.; Stone, A. J. Mol. Phys. 2008, 106, 1631-1643
59. Williams, G. J.; Stone, A. J. J. Chem. Phys. 2003, 119, 4620-4628
60. Misquitta, A. J.; Stone, A. J. J. Chem. Phys. 2006, 124, 024111
61. Misquitta, A. J.; Stone, A. J. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 7-18
62. Misquitta, A. J.; Stone, A. J.; Price, S. L. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 19-32
63. Totton, T. S.; Misquitta, A. J.; Kraft, M. Chem. Phys. Lett. 2011, 510, 154-160
64. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868
65. Adamo, C.; Barone, V. J. Chem. Phys. 1999, 110, 6158-6170
66. 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.
67. Stone, A. J. GDMA: a program for performing Distributed Multipole Analysis of wavefunctions calculated using the Gaussian program system. 2009; http://www-stone.ch.cam.ac.uk/programs.html.
68. Stone, A. J. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 1128-1132
69. Stone, A. J.; Dullweber, A.; Engkvist, O.; Fraschini, E.; Hodges, M. P.; Meredith, A. W.; Nutt, D. R.; Popelier, P. L. A.; Wales, D. J. ORIENT: a program for studying interactions between molecules, version 4.6, University of Cambridge: 2002; http://www-stone.ch.cam.ac.uk/programs.html.
70. Podeszwa, R. J. Chem. Phys. 2010, 132, 044704
71. Kendall, R. A.; Dunning, T. H., Jr.; Harrison, R. J. J. Chem. Phys. 1992, 96, 6796-6806
72. Gray, C. G.; Gubbins, K. E. Theory of Molecular Fluids: Fundamentals; Oxford University Press, Oxford, 1984.
73. Mas, E. M.; Szalewicz, K.; Bukowski, R.; Jeziorski, B. J. Chem. Phys. 1997, 107, 4207-4218
74. Hodges, M. P.; Wheatley, R. J.; Schenter, G. K.; Harvey, A. H. J. Chem. Phys. 2004, 120, 710-720
75. Bich, E.; Hendl, H.; Lober, T.; Millat, J. Fluid Phase Equilib. 2004, 76, 199-211
76. Wormald, C. J.; Lewis, E. J.; Terry, A. J. J. Chem. Thermodyn. 1996, 28, 17-27
77. Francis, P. G.; McGlashan, M. L.; Wormald, C. J. J. Chem. Thermodyn. 1969, 1, 441-458
78. Raj, A.; Man, P. L. W.; Totton, T. S.; Sander, M.; Shirley, R.; Celnik, M. S.; Kraft, M. Carbon 2010, 48, 319-332
79. Grimme, S.; Mück-Lichtenfeld, C. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 11199-11207
80. Wales, D. J.; Bogdan, T. V. GMIN: a program for finding global minima and calculating thermodynamic properties from basinsampling. 2009; http://www-wales.ch.cam.ac.uk/GMIN.
81. Li, Z.; Scheraga, H. A. Proc. Natl. Acad. Sci., U.S.A. 1987, 84, 6611-6615
82. Wales, D. J.; Doye, J. P. K. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 5111-5116
83. Chakrabarti, D.; Wales, D. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 1970-1976
84. Zacharia, R.; Ulbricht, H.; Hertel, T. Phys. Rev. B 2004, 69, 155406
85. Benedict, L. X.; Chopra, N. G.; Cohen, M. L.; Zettl, A.; Louie, S. G.; Crespi, V. H. Chem. Phys. Lett. 1998, 286, 490-496
86. Girifalco, L. A.; Lad, R. A. J. Chem. Phys. 1956, 25, 693-697
87. Lebègue, S.; Harl, J.; Gould, T.; Ángyán, J. G.; Kresse, G.; Dobson, J. F. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 196401
88. Spanu, L.; Sorella, S.; Galli, G. Phys. Rev. Lett. 2009, 103, 196401
89. Donchev, A. G. Phys. Rev. B 2006, 74, 235401
90. Langreth, D. C.; Dion, M.; Rydberg, H.; Schröder, E.; Hyldgaard, P.; Lundqvist, B. I. Int. J. Quantum Chem. 2005, 101, 599-610
91. Rubeš, M.; Bludský, O. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 2611-2615
92. Lui, Z.; Lui, J.; Cheng, Y.; Zheng, Q. Interlayer binding energy of graphite - A direct experimental determination. 2011; arXiv:1104.1469v1 [cond-mat.mes-hall].
93. Dobson, J. F.; White, A.; Rubio, A. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 073201
94. Misquitta, A. J.; Spencer, J.; Stone, A. J.; Alavi, A. Phys. Rev. B 2010, 82, 075312
95. Gould, T.; Simpkins, K.; Dobson, J. F. Phys. Rev. B 2008, 77, 165134
96. Baskin, Y.; Meyer, L. Phys. Rev. 1955, 100, 544