Calculation of magnetic couplings in hydrogen-bonded Cu(II) complexes using density functional theory

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 116, Issue 13, 2012, Pages 3465-3473

  Bandeira, Nuno A G ^a,b   Guennic, Boris Le ^a,c  

^a UNIVERSITÉ DE LYON   (France)

^b UNIVERSITY OF LISBON   (Portugal)

^c INSTITUT DES SCIENCES CHIMIQUES DE RENNES   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COULOMB SCREENING; CU COMPLEXES; DENSITY FUNCTIONALS; DINUCLEAR COMPLEX; EXACT EXCHANGE; FUNCTIONALS; HYBRID FUNCTIONALS; HYDROGEN BONDED SYSTEMS; MAGNETIC COUPLING CONSTANTS; SELF-INTERACTION ERROR; SPIN PROJECTIONS;

COMPLEXATION; MAGNETIC COUPLINGS;

DENSITY FUNCTIONAL THEORY;

COPPER; ORGANOMETALLIC COMPOUND;

ARTICLE; CHEMISTRY; HYDROGEN BOND; MAGNETISM; QUANTUM THEORY;

COPPER; HYDROGEN BONDING; MAGNETICS; ORGANOMETALLIC COMPOUNDS; QUANTUM THEORY;

EID: 84859603941     PISSN: 10895639     EISSN: 15205215     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp300618v     Document Type: Article

References (117)

1. Latimer, W. M.; Rodebush, W. H. J. Am. Chem. Soc. 1920, 42, 1419
2. Pauling, L. The Nature of the Chemical Bond, 3 rd ed.; Cornell University Press: New York, 1960.
3. Aakeroy, C. B.; Champness, N. R.; Janiak, C. CrystEngComm 2010, 12, 22
4. Szyc, A.; Yang, M.; Nibbering, E. T. J.; Elsaesser, T. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2010, 49, 3598
5. Denisov, E. T.; Denisova, T. G. Russ. Chem. Rev. 2009, 78, 1047
6. Guionneau, P.; Marchivie, M.; Bravic, G.; Létard, J.-F.; Chasseau, D. In Spin Crossover in Transition Metal Compounds II; Springer-Verlag: Berlin, 2004; Vol. 234, p 97.
7. Kahn, O. Molecular Magnetism; Wiley-VCH: New York, 1993.
8. Mrozinski, J. Coord. Chem. Rev. 2005, 249, 2534
9. Papoutsakis, D.; Ichimura, A. S.; Young, J. V. G.; Jackson, J. E.; Nocera, D. G. Dalton Trans. 2004, 224
10. Ardon, M.; Bino, A.; Michelsen, K.; Pedersen, E. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 5855
11. Bossek, U.; Haselhorst, G.; Ross, S.; Wieghardt, K.; Nuber, B. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1994, 2041
12. Bossek, U.; Wieghardt, K.; Nuber, B.; Weiss, J. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1990, 29, 1055
13. Goodson, P. A.; Glerup, J.; Hodgson, D. J.; Michelsen, K.; Rychlewska, U. Inorg. Chem. 1994, 33, 359
14. Garge, P.; Chikate, R.; Padhye, S.; Savariault, J. M.; De Loth, P.; Tuchagues, J. P. Inorg. Chem. 1990, 29, 3315
15. De Munno, G.; Ventura, W.; Viau, G.; Lloret, F.; Faus, J.; Julve, M. Inorg. Chem. 1998, 37, 1458
16. Zurowska, B.; Mrozinski, J.; Ciunik, Z.; Ochocki, J. J. Mol. Struct. 2006, 791, 98
17. Ma, Y.; Cheng, A.-L.; Gao, E.-Q. Dalton Trans. 2010, 39, 3521
18. Figgis, B. N.; Kennedy, B. J.; Murray, K. S.; Reynolds, P. A.; Wright, S. Aust. J. Chem. 1982, 35, 1807
19. Zhang, D.; Wang, H.; Chen, Y.; Ni, Z.-H.; Tian, L.; Jiang, J. Inorg. Chem. 2009, 48, 11215
20. Vasková, Z.; Moncol, J.; Korabik, M.; Valigura, D.; Svorec, J.; Lis, T.; Valko, M.; Melník, M. Polyhedron 2010, 29, 154
21. Estes, W. E.; Hatfield, W. E. Inorg. Chem. 1978, 17, 3226
22. Muhonen, H. Inorg. Chem. 1986, 25, 4692
23. Moreno, J. M.; Ruiz, J.; Dominguez-Vera, J. M.; Colacio, E. Inorg. Chim. Acta 1993, 208, 111
24. Plass, W.; Pohlmann, A.; Rautengarten, J. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2001, 40, 4207
25. Valigura, D.; Moncol, J.; Korabik, M.; Pucekova, Z.; Lis, T.; Mrozinski, J.; Melnik, M. Eur. J. Inorg. Chem. 2006, 3813
26. Tang, J.; Sánchez Costa, J.; Golobič, A.; Kozlečvar, B.; Robertazzi, A.; Vargiu, A. V.; Gamez, P.; Reedijk, J. Inorg. Chem. 2009, 48, 5473
27. Biswas, C.; Drew, M. G. B.; Asthana, S.; Desplanches, C.; Ghosh, A. J. Mol. Struct. 2010, 965, 39
28. Okazawa, A.; Ishida, T. Chem. Phys. Lett. 2009, 480, 198
29. Talukder, P.; Sen, S.; Mitra, S.; Dahlenberg, L.; Desplanches, C.; Sutter, J.-P. Eur. J. Inorg. Chem. 2006, 2006, 329
30. Nelson, D. J.; Cervanteslee, F.; Terhaar, L. W. Abstr. Pap. Am. Chem. Soc. 1992, 204, 236
31. Desplanches, C.; Ruiz, E.; Rodriguez-Fortea, A.; Alvarez, S. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5197
32. Le Guennic, B.; Ben Amor, N.; Maynau, D.; Robert, V. J. Chem. Theory Comput. 2009, 5, 1506
33. Nepveu, F.; Gehring, S.; Walz, L. Chem. Phys. Lett. 1986, 128, 300
34. Costa, J. S.; Bandeira, N. A. G.; Le Guennic, B.; Robert, V.; Gamez, P.; Chastanet, G.; Ortiz-Frade, L.; Gasque, L. Inorg. Chem. 2011, 50, 5696
35. Andersson, K.; Malmqvist, P. A.; Roos, B. O.; Sadlej, A. J.; Wolinski, K. J. Phys. Chem. 1990, 94, 5483
36. Andersson, K.; Malmqvist, P.-A.; Roos, B. O. J. Chem. Phys. 1992, 96, 1218
37. Miralles, J.; Daudey, J.-P.; Caballol, R. Chem. Phys. Lett. 1992, 198, 555
38. Miralles, J.; Castell, O.; Caballol, R.; Malrieu, J.-P. Chem. Phys. 1993, 172, 33
39. Neese, F.; Petrenko, T.; Ganyushin, D.; Olbrich, G. Coord. Chem. Rev. 2007, 251, 288
40. Queralt, N.; Taratiel, D.; de Graaf, C.; Caballol, R.; Cimiraglia, R.; Angeli, C. J. Comput. Chem. 2008, 29, 994
41. Le Guennic, B.; Robert, V. C. R. Chim. 2008, 11, 650
42. Negodaev, I.; de Graaf, C.; Caballol, R. J. Phys. Chem. A 2010, 114, 7553
43. Negodaev, I.; Queralt, N.; Caballol, R.; de Graaf, C. Chem. Phys. 2011, 379, 109
44. Rota, J.-B.; Calzado, C. J.; Train, C.; Robert, V. J. Chem. Phys. 2010, 132, 154702
45. Kohn, W.; Sham, L. J. Phys. Rev. 1965, 140, A1133
46. Noodleman, L. J. Chem. Phys. 1981, 74, 5737
47. Noodleman, L.; Norman, J. G. J. Chem. Phys. 1979, 70, 4903
48. Yamaguchi, K.; Tsunekawa, T.; Toyoda, Y.; Fueno, T. Chem. Phys. Lett. 1988, 143, 371
49. Yamanaka, S.; Kawakami, T.; Nagao, H.; Yamaguchi, K. Chem. Phys. Lett. 1994, 231, 25
50. Wu, Q.; Van Voorhis, T. Phys. Rev. A 2005, 72, 024502
51. Rudra, I.; Wu, Q.; van Voorhis, T. J. Chem. Phys. 2006, 124, 024103
52. Blanchet-Boiteux, C.; Mouesca, J.-M. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 2091
53. Mouesca, J.-M. J. Chem. Phys. 2000, 113, 10505
54. Onofrio, N.; Mouesca, J.-M. Inorg. Chem. 2011, 50, 5577
55. Onofrio, N.; Mouesca, J.-M. J. Phys. Chem. A 2010, 114, 6149
56. Nishino, M.; Yoshioka, Y.; Yamaguchi, K. Chem. Phys. Lett. 1998, 297, 51
57. Illas, F.; de P. R. Moreira, I.; de Graaf, C.; Barone, V. Theor. Chem. Acc. 2000, 104, 265
58. Adamo, C.; Barone, V.; Bencini, A.; Broer, R.; Filatov, M.; Harrison, N. M.; Illas, F.; Malrieu, J.-P.; de P. R. Moreira, I. J. Chem. Phys. 2006, 124, 107101
59. Illas, F.; de P. R. Moreira, I.; Bofill, J. M.; Filatov, M. Phys. Rev. B 2004, 70, 132414
60. Caballol, R.; Castell, O.; Illas, F.; de P. R. Moreira, I.; Malrieu, J.-P. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 7860
61. de P. R. Moreira, I.; Illas, F. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 1645
62. Ruiz, E.; Cano, J.; Alvarez, S.; Alemany, P. Int. J. Quantum Chem. 1999, 20, 1391
63. Ruiz, E.; Cano, J.; Alvarez, S.; Polo, V. J. Chem. Phys. 2006, 124, 107102
64. Ruiz, E.; Cano, J.; Alvarez, S.; Alemany, P. J. Comput. Chem. 1999, 20, 1391
65. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648
66. Graöfenstein, J.; Cremer, D. Theor. Chem. Acc. 2009, 123, 171
67. Ruiz, E.; Alvarez, S.; Cano, J.; Polo, V. J. Chem. Phys. 2005, 123, 164110
68. Swart, M. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 2057
69. Swart, M.; Ehlers, A. W.; Lammertsma, K. Mol. Phys. 2004, 102, 2467
70. Swart, M.; Sola, M.; Bickelhaupt, F. M. J. Chem. Phys. 2009, 131, 094103
71. Ruiz, E. In Principles and Applications of Density Functional Theory in Inorganic Chemistry II, 1 st ed.; Springer-Verlag: Berlin, 2004; Vol. 113, p 71.
72. Ruiz, E.; Alvarez, S.; Rodriguez-Fortea, A.; Alemany, P.; Pouillon, Y.; Massobrio, C. In Molecules to Materials II: Molecule Based Materials; Miller, J. S.; Drillon, M., Eds.; Wiley-VCH: Weinheim, 2002; Vol. 2, p 227.
73. Reiher, M.; Salomon, O.; Hess, B. A. Theor. Chem. Acc. 2001, 107, 48
74. Salomon, O.; Reiher, M.; Hess, B. A. J. Chem. Phys. 2002, 117, 4729
75. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. Theor. Chem. Acc. 2008, 120, 215
76. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 157
77. Ruiz, E. Chem. Phys. Lett. 2008, 460, 336
78. Valero, R.; Costa, R.; de P. R. Moreira, I.; Truhlar, D. G.; Illas, F. J. Chem. Phys. 2008, 128, 114103
79. Adamo, C.; Cossi, M.; Scalmani, G.; Barone, V. Chem. Phys. Lett. 1999, 307, 265
80. Jensen, K. P.; Cirera, J. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 10033
81. Vancoillie, S.; Zhao, H.; Radoń, M.; Pierloot, K. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 576
82. Krukau, A. V.; Vydrov, O. A.; Izmaylov, A. F.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 2006, 125, 224106
83. Vydrov, O. A.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 2006, 125, 234109
84. Peralta, J. E.; Melo, J. I. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 1894
85. Phillips, J. J.; Peralta, J. E. J. Chem. Phys. 2011, 134, 034108
86. Rivero, P.; de P. R. Moreira, I.; Illas, F.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 2008, 129, 184110
87. Yanai, T.; Tew, D. P.; Handy, N. C. Chem. Phys. Lett. 2004, 393, 51
88. Ruiz, E. J. Comput. Chem. 2011, 32, 1998
89. Grimme, S. J. Chem. Phys. 2006, 124, 034108
90. Ye, S.; Neese, F. Inorg. Chem. 2010, 49, 772
91. Schwabe, T.; Grimme, S. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 1201
92. Foster, M. E.; Sohlberg, K. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 307
93. Shao, Y.; Head-Gordon, M.; Krylov, A. I. J. Chem. Phys. 2003, 118, 4807
94. Wang, F.; Ziegler, T. J. Chem. Phys. 2004, 121, 12191
95. Wang, F.; Ziegler, T. J. Chem. Phys. 2005, 122, 074109
96. Wang, F.; Ziegler, T. Int. J. Quantum Chem. 2006, 106, 2545
97. http://www.q-chem.com/.
98. Valero, R.; Illas, F.; Truhlar, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 3523
99. Zhekova, H. R.; Seth, M.; Ziegler, T. J. Chem. Phys. 2011, 135, 184105
100. Zhekova, H.; Seth, M.; Ziegler, T. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 1858
101. de la Lande, A.; Moliner, V.; Parisel, O. J. Chem. Phys. 2007, 126, 035102
102. Yang, K. J. Chem. Phys. 2011, 135, 044118
103. Baerends, E. J.; Autschbach, J.; Bérces, A.; Bo, C.; Boerrigter, P. M.; Cavallo, L.; Chong, D. P.; Deng, L.; Dickson, R. M.; Ellis, D. E.; van Faassen, M.; Fan, L.; Fischer, T. H.; Guerra, C. F.; van Gisbergen, S. J. A.; Groeneveld, J. A.; Gritsenko, O. V.; Gruöning, M.; Harris, F. E.; Hoek, P. v. d.; Jacobsen, H.; Jensen, L.; van Kessel, G.; Kootstra, F.; van Lenthe, E.; McCormack, D. A.; Michalak, A.; Osinga, V. P.; Patchkovskii, S.; Philipsen, P. H. T.; Post, D.; Pye, C. C.; Ravenek, W.; Ros, P.; Schipper, P. R. T.; Schreckenbach, G.; Snijders, J. G.; Sola, M.; Swart, M.; Swerhone, D.; te Velde, G.; Vernooijs, P.; Versluis, L.; Visser, O.; Wang, F.; van Wezenbeek, E.; Wiesenekker, G.; Wolff, S. K.; Woo, T. K.; Yakovlev, A. L.; Ziegler, T. http://www.scm.com, Scientific Computing and Modelling.
104. 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, J. A., Jr.; 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, Oö.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cioslowski, J.; Fox, D. J. Gaussian09; 2009.
105. Seth, M.; Mazur, G.; Ziegler, T. Theor. Chem. Acc. 2011, 129, 331
106. Hirata, S.; Head-Gordon, M. Chem. Phys. Lett. 1999, 314, 291
107. Schafer, A.; Huber, C.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1994, 100, 5829
108. ftp://ftp.chemie.uni-karlsruhe.de/pub/basen/, 2012.
109. Ciofini, I.; Daul, C. A. Coord. Chem. Rev. 2003, 238-239, 187
110. Keal, T. W.; Tozer, D. J. J. Chem. Phys. 2003, 119, 3015
111. Grimme, S. J. Comput. Chem. 2006, 27, 1787
112. Mayer, I. Int. J. Quantum Chem. 1986, 29, 73
113. Bridgeman, A. J.; Cavigliasso, G.; Ireland, L. R.; Rothery, J. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2001, 2095
114. Cano, J.; Ruiz, E.; Alvarez, S.; Verdaguer, M. Comments Inorg. Chem. 1998, 20, 27
115. Bertrand, J. A.; Black, T. D.; Eller, P. G.; Helm, F. T.; Mahmood, R. Inorg. Chem. 1976, 15, 2965
116. Bertrand, J. A.; Fujita, E.; VanDerveer, D. G. Inorg. Chem. 1980, 19, 2022
117. Klein, C. L.; Majeste, R. J.; Trefonas, L. M.; OConnor, C. J. Inorg. Chem. 1982, 21, 1891