Hydration of the bisulfate ion: Atmospheric implications

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 116, Issue 21, 2012, Pages 5151-5163

  Husar, Devon E ^a   Temelso, Berhane ^a   Ashworth, Alexa L ^a   Shields, George C ^a  

^a BUCKNELL UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AB INITIO ENERGY CALCULATIONS; BINDING THERMODYNAMICS; CCSD; COMPLETE BASIS SETS; CRITICAL NUCLEI; ION-INDUCED NUCLEATION; LOW ENERGIES; NEUTRAL MOLECULES;

ATMOSPHERICS; BINDING ENERGY; CALCULATIONS; HYDRATES; ISOMERS; MOLECULAR DYNAMICS; NEGATIVE IONS; SULFURIC ACID; THERMODYNAMICS;

HYDRATION;

EID: 84861724359     PISSN: 10895639     EISSN: 15205215     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp300717j     Document Type: Article

References (134)

1. Seinfeld, J. H.; Pandis, S. N. Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change, 2 nd ed.; John Wiley & Sons, Inc.: New York, 2006.
2. Foster, P.; Ramaswamy, V. In Climate Change 2007 The Scientific Basis; Solomon, S., Qin, D., Manning, M., Chen, Z., Marquis, M., Averyt, K. B., Tignor, M., Miller, H. L., Eds.; Cambridge University Press: Cambridge, UK, 2007; pp 131-217.
3. Stevens, B.; Feingold, G. Nature 2009, 461, 607-613
4. Kulmala, M.; Lehtinen, K. E. J.; Laaksonen, A. Atmos. Chem. Phys. 2006, 6, 787-793
5. Kulmala, M.; Riipinen, I.; Sipilä, M.; Manninen, H. E.; Petäjä, T.; Junninen, H.; Maso, M. D.; Mordas, G.; Mirme, A.; Vana, M. Science 2007, 318, 89-92
6. Weber, R. J.; Marti, J. J.; McMurry, P. H.; Eisele, F. L.; Tanner, D. J.; Jefferson, A. J. Geophys. Res. 1997, 102, 4375-4385
7. Kulmala, M.; Vehkamki, H.; Petäja, T.; Dal Maso, M.; Lauri, A.; Kerminen, V. M.; Birmili, W.; McMurry, P. H. J. Aerosol Sci. 2004, 35, 143-176
8. Kuang, C.; McMurry, P. H.; McCormick, A. V.; Eisele, F. L. J. Geophys. Res. 2008, 113, D10209
9. Zhang, R.; Khalizov, A.; Wang, L.; Hu, M.; Xu, W. Chem. Rev. 2012, 112, 1957-2011
10. Ball, S. M.; Hanson, D. R.; Eisele, F. L.; McMurry, P. H. J. Geophys. Res. 1999, 104, 23709-23718
11. Benson, D. R.; Yu, J. H.; Markovich, A.; Lee, S. H. Atmos. Chem. Phys. 2011, 11, 4755-4766
12. Kurtén, T.; Loukonen, V.; Vehkamäki, H.; Kulmala, M. Atmos. Chem. Phys. 2008, 8, 4095-4103
13. Loukonen, V.; Kurtén, T.; Ortega, I. K.; Vehkamäki, H.; Pádua, A. A. H.; Sellegri, K.; Kulmala, M. Atmos. Chem. Phys. 2010, 10, 4961-4974
14. Wang, L.; Khalizov, A. F.; Zheng, J.; Xu, W.; Ma, Y.; Lal, V.; Zhang, R. Nature Geosci 2010, 3, 238-242
15. Erupe, M. E.; Viggiano, A. A.; Lee, S. H. Atmos. Chem. Phys. 2011, 11, 4767-4775
16. DePalma, J. W.; Bzdek, B. R.; Doren, D. J.; Johnston, M. V. J. Phys. Chem. A 2011, 116, 1030-1040
17. Zhang, R.; Suh, I.; Zhao, J.; Zhang, D.; Fortner, E. C.; Tie, X.; Molina, L. T.; Molina, M. J. Science 2004, 304, 1487-1490
18. Zhang, R.; Wang, L.; Khalizov, A. F.; Zhao, J.; Zheng, J.; McGraw, R. L.; Molina, L. T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 17650-17654
19. Metzger, A.; Verheggen, B.; Dommen, J.; Duplissy, J.; Prevot, A. S. H.; Weingartner, E.; Riipinen, I.; Kulmala, M.; Spracklen, D. V.; Carslaw, K. S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 6646-6651
20. Yu, F.; Turco, R. P. Geophys. Res. Lett. 2000, 27, 883-886
21. Wilhelm, S.; Eichkorn, S.; Wiedner, D.; Pirjola, L.; Arnold, F. Atmos. Environ. 2004, 38, 1735-1744
22. Curtius, J.; Lovejoy, E. R.; Froyd, K. D. Space Sci. Rev. 2006, 125, 159-167
23. Sorokin, A.; Arnold, F.; Wiedner, D. Atmos. Environ. 2006, 40, 2030-2045
24. Sorokin, A.; Arnold, F. Atmos. Environ. 2007, 41, 3740-3747
25. Enghoff, M. B.; Svensmark, H. Atmos. Chem. Phys. 2008, 8, 4911-4923
26. Gagne, S.; Nieminen, T.; Kurtén, T.; Manninen, H. E.; Petäjä, T.; Laakso, L.; Kerminen, V. M.; Boy, M.; Kulmala, M. Atmos. Chem. Phys. 2010, 10, 3743-3757
27. Kulmala, M.; Kerminen, V.-M. Atmos. Res. 2008, 90, 132-150
28. Curtius, J. EPJ Web Conf. 2009, 1, 199-209
29. Svensmark, H.; Friis-Christensen, E. J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. 1997, 59, 1225-1232
30. Kirkby, J.; Curtius, J.; Almeida, J.; Dunne, E.; Duplissy, J.; Ehrhart, S.; Franchin, A.; Gagne, S.; Ickes, L.; Kurten, A. Nature 2011, 476, 429-433
31. Carslaw, K. S.; Harrison, R. G.; Kirkby, J. Science 2002, 298, 1732-1737
32. Eisele, F. L.; Lovejoy, E. R.; Kosciuch, E.; Moore, K. F.; Mauldin, R. L., III; Smith, J. N.; McMurry, P. H.; Iida, K. J. Geophys. Res. 2006, 111, D04305
33. Kerminen, V. M.; Petäjä, T.; Manninen, H. E.; Paasonen, P.; Nieminen, T.; Sipilä, M.; Junninen, H.; Ehn, M.; Gagné, S.; Laakso, L. Atmos. Chem. Phys. Discuss. 2010, 10, 16497-16549
34. Yu, F.; Turco, R. P. J. Geophys. Res. 2001, 106, 4797-4814
35. Yu, F.; Turco, R. P. Atmos. Chem. Phys. 2008, 8, 6085-6102
36. Yu, F. J. Geophys. Res. 2010, 115, D03206
37. Pierce, J. R.; Adams, P. J. Geophys. Res. Lett. 2009, 36, L09820
38. Kulmala, M.; Riipinen, I.; Nieminen, T.; Hulkkonen, M.; Sogacheva, L.; Manninen, H. E.; Paasonen, P.; Petäjä, T.; Dal Maso, M.; Aalto, P. P. Atmos. Chem. Phys. 2010, 10, 1885-1898
39. Lovejoy, E. R.; Curtius, J.; Froyd, K. D. J. Geophys. Res. 2004, 109, D08204
40. Iida, K.; Stolzenburg, M.; McMurry, P.; Dunn, M. J.; Smith, J. N.; Eisele, F.; Keady, P. J. Geophys. Res. 2006, 111, D23201
41. Boy, M.; Karl, T.; Turnipseed, A.; Mauldin, R. L.; Kosciuch, E.; Greenberg, J.; Rathbone, J.; Smith, J.; Held, A.; Barsanti, K. Atmos. Chem. Phys. 2008, 8, 1577-1590
42. Manninen, H. E.; Nieminen, T.; Riipinen, I.; Yli-Juuti, T.; Gagné, S.; Asmi, E.; Aalto, P. P.; Petäjä, T.; Kerminen, V. M.; Kulmala, M. Atmos. Chem. Phys. 2009, 9, 4077-4089
43. Pierce, J. Nat. Geosci. 2011, 4, 665-666
44. Eisele, F. L.; Tanner, D. J. J. Geophys. Res. 1993, 98, 9001-9010
45. Froyd, K. D.; Lovejoy, E. R. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 9812-9824
46. Nadykto, A. B.; Yu, F.; Herb, J. Int. J. Mol. Sci. 2008, 9, 2184-2193
47. Kurtén, T.; Noppel, M.; Vehkamäki, H.; Salonen, M.; Kulmala, M. Boreal Environ. Res. 2007, 12, 431-453
48. Blades, A. T.; Klassen, J. S.; Kebarle, P. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 10563-10571
49. Nadykto, A. B.; Yu, F.; Herb, J. Chem. Phys. 2009, 360, 67-73
50. Burdick, G. W.; Shields, G. C.; Appling, J. A.; Moran, T. F. Int. J. Mass Spectrom. Ion Processes 1985, 64, 315-333
51. Shields, G. C.; Moran, T. F. J. Phys. Chem. 1985, 89, 4027-4031
52. Shields, G. C.; Moran, T. F. Theor. Chim. Acta 1986, 69, 147-159
53. Shields, G. C.; Wennberg, L.; Wilcox, J. B.; Moran, T. F. Org. Mass Spectrom. 1986, 21, 137-149
54. Shields, G. C.; Steiner, P. A.; Nelson, P. R.; Trauner, M. C.; Moran, T. F. Org. Mass Spectrom. 1987, 22, 64-69
55. Jurema, M. W.; Shields, G. C. J. Comput. Chem. 1993, 14, 89-104
56. Kirschner, K. N.; Shields, G. C. Int. J. Quantum Chem. 1994, 349-360
57. Lively, T. N.; Jurema, M. W.; Shields, G. C. Int. J. Quantum Chem. 1994, 95-107
58. Kirschner, K. N.; Sherer, E. C.; Shields, G. C. J. Phys. Chem. 1996, 100, 3293-3298
59. Shields, G. C.; Laughton, C. A.; Orozco, M. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 7463-7469
60. Shields, G. C.; Laughton, C. A.; Orozco, M. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 5895-5904
61. Sherer, E. C.; Bono, S. J.; Shields, G. C. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 8445-8451
62. Kirschner, K. N.; Lexa, K. W.; Salisburg, A. M.; Alser, K. A.; Joseph, L.; Andersen, T. T.; Bennett, J. A.; Jacobson, H. I.; Shields, G. C. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6263-6268
63. Lexa, K. W.; Alser, K. A.; Salisburg, A. M.; Ellens, D. J.; Hernandez, L.; Bono, S. J.; Michael, H. C.; Derby, J. R.; Skiba, J. G.; Feldgus, S. Int. J. Quantum Chem. 2007, 107, 3001-3012
64. Salisburg, A. M.; Deline, A. L.; Lexa, K. W.; Shields, G. C.; Kirschner, K. N. J. Comput. Chem. 2009, 30, 910-921
65. Jurema, M. W.; Kirschner, K. N.; Shields, G. C. J. Comput. Chem. 1993, 14, 1326-1332
66. Dunn, M. E.; Pokon, E. K.; Shields, G. C. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 2647-2653
67. Dunn, M. E.; Pokon, E. K.; Shields, G. C. Int. J. Quantum Chem. 2004, 100, 1065-1070
68. Day, M. B.; Kirschner, K. N.; Shields, G. C. Int. J. Quantum Chem. 2005, 102, 565-572
69. Day, M. B.; Kirschner, K. N.; Shields, G. C. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 6773-6778
70. Shields, G. C.; Kirschner, K. N. Synth. React. Inorg. Met.-Org. Chem. 2008, 38, 32-36
71. Shields, R. M.; Temelso, B.; Archer, K. A.; Morrell, T. E.; Shields, G. C. J. Phys. Chem. A 2010, 114, 11725-11737
72. Temelso, B.; Archer, K. A.; Shields, G. C. J. Phys. Chem. A 2011, 115, 12034-12046
73. Temelso, B.; Shields, G. C. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 2804-2817
74. Pickard, F. C.; Dunn, M. E.; Shields, G. C. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 4905-4910
75. Pickard, F. C.; Pokon, E. K.; Liptak, M. D.; Shields, G. C. J. Chem. Phys. 2005, 122
76. Allodi, M. A.; Dunn, M. E.; Livada, J.; Kirschner, K. N.; Shields, G. C. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 13283-13289
77. Alongi, K. S.; Dibble, T. S.; Shields, G. C.; Kirschner, K. N. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 3686-3691
78. Dunn, M. E.; Evans, T. M.; Kirschner, K. N.; Shields, G. C. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 303-309
79. Kirschner, K. N.; Hartt, G. M.; Evans, T. M.; Shields, G. C. J. Chem. Phys. 2007, 126
80. Allodi, M. A.; Kirschner, K. N.; Shields, G. C. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 7064-7071
81. Dunn, M. E.; Shields, G. C.; Takahashi, K.; Skodje, R. T.; Vaida, V. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 10226-10235
82. Hartt, G. M.; Shields, G. C.; Kirschner, K. N. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 4490-4495
83. Morrell, T. E.; Shields, G. C. J. Phys. Chem. A 2010, 114, 4266-4271
84. Temelso, B.; Morrell, T. E.; Shields, R. M.; Allodi, M. A.; Wood, E. K.; Kirschner, K. N.; Castonguay, T. C.; Archer, K. A.; Shields, G. C. J. Phys. Chem. A 2012, 116, 2209-2224
85. Pérez, C.; Muckle, M. T.; Zaleski, D. P.; Seifert, N. A.; Temelso, B.; Shields, G. C.; Kisiel, Z.; Pate, B. H. Science 2012, 336, 897-901
86. Case, D. A.; Cheatham, T. E.; Darden, T.; Gohlke, H.; Luo, R.; Merz, K. M.; Onufriev, A.; Simmerling, C.; Wang, B.; Woods, R. J. J. Comput. Chem. 2005, 26, 1668-1688
87. Neese, F. ORCA 2.8.0; 2011.
88. Feyereisen, M.; Fitzgerald, G.; Komornicki, A. Chem. Phys. Lett. 1993, 208, 359-363
89. Bernholdt, D. E.; Harrison, R. J. Chem. Phys. Lett. 1996, 250, 477-484
90. Dunning, T. J. Chem. Phys. 1989, 90, 1007-1023
91. Kendall, R.; Dunning, T.; Harrison, R. J. Chem. Phys. 1992, 96, 6796-6806
92. Woon, D.; Dunning, T. J. Chem. Phys. 1993, 98, 1358-1371
93. Weigend, F.; Kohn, A.; Hattig, C. J. Chem. Phys. 2002, 116, 3175-3183
94. Weigend, F.; Haser, M. Theor. Chem. Acc. 1997, 97, 331-340
95. Dunning, T. H.; Peterson, K. A.; Wilson, A. K. J. Chem. Phys. 2001, 114, 9244-9253
96. Cramer, C. Essentials of Computational Chemistry: Theories and Models; Wiley: New York, 2004.
97. Klopper, W.; Bak, K. L.; Jorgensen, P.; Olsen, J.; Helgaker, T. J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys. 1999, 32, R103-R130
98. Boys, S. F.; Bernardi, F. Mol. Phys. 1970, 19, 533-566
99. Klopper, W. J. Chem. Phys. 1995, 102, 6168-6179
100. Xantheas, S. S. J. Chem. Phys. 1996, 104, 8821-8824
101. Halkier, A.; Helgaker, T.; Jorgensen, P.; Klopper, W.; Koch, H.; Olsen, J.; Wilson, A. K. Chem. Phys. Lett. 1998, 286, 243-252
102. Halkier, A.; Helgaker, T.; Jorgensen, P.; Klopper, W.; Olsen, J. Chem. Phys. Lett. 1999, 302, 437-446
103. Klopper, W.; Manby, F. R.; Ten-No, S.; Valeev, E. F. Int. Rev. Phys. Chem. 2006, 25, 427-468
104. Lane, J. R.; Kjaergaard, H. G. J. Chem. Phys. 2009, 131, 034307
105. Bischoff, F. A.; Wolfsegger, S.; Tew, D. P.; Klopper, W. Mol. Phys. 2009, 107, 963-975
106. Werner, H. J.; Adler, T. B.; Manby, F. R. J. Chem. Phys. 2007, 126, 164102
107. Werner, H.-J.; Knowles, P. J.; Knizia, G.; Manby, F. R.; Schütz, M.; Celani, P.; Korona, T.; Lindh, R.; Mitrushenkov, A.; Rauhut, G.; Shamasundar, K. R.; Adler, T. B.; Amos, R. D.; Bernhardsson, A.; Berning, A.; Cooper, D. L.; Deegan, M. J. O.; Dobbyn, A. J.; Eckert, F.; Goll, E.; Hampel, C.; Hesselmann, A.; Hetzer, G.; Hrenar, T.; Jansen, G.; Köppl, C.; Liu, Y.; Lloyd, A. W.; Mata, R. A.; May, A. J.; McNicholas, S. J.; Meyer, W.; Mura, M. E.; Nicklaß, A.; O'Neill, D. P.; Palmieri, P.; Pflüger, K.; Pitzer, R.; Reiher, M.; Shiozaki, T.; Stoll, H.; Stone, A. J.; Tarroni, R.; Thorsteinsson, T.; Wang, M.; Wolf, A. MOLPRO: a Package of Ab Initio Programs; University College Cardiff Consultants Limited: Cardiffm, UK, 2010.
108. Peterson, K. A.; Adler, T. B.; Werner, H. J. Chem. Phys. 2008, 128, 084102
109. Marshall, M. S.; Burns, L. A.; Sherrill, C. D. J. Chem. Phys. 2011, 135, 194102
110. Carrell, E. J.; Thorne, C. M.; Tschumper, G. S. J. Chem. Phys. 2012, 136, 014103-014111
111. Nauta, K.; Miller, R. E. Science 2000, 287, 293-295
112. Zatula, A. S.; Andersson, P. U.; Ryding, M. J.; Uggerud, E. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 13287-13294
113. Min, S. K.; Lee, E. C.; Lee, H. M.; Kim, D. Y.; Kim, D.; Kim, K. S. J. Comput. Chem. 2008, 29, 1208-1221
114. Bates, D. M.; Tschumper, G. S. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 3555-3559
115. Yacovitch, T. I.; Wende, T.; Jiang, L.; Heine, N.; Meijer, G.; Neumark, D. M.; Asmis, K. R. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 2135-2140
116. Vchirawongkwin, V.; Kritayakornupong, C.; Rode, B. M. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 11561-11569
117. Zhou, J.; Santambrogio, G.; Brummer, M.; Moore, D.; Woste, L.; Meijer, G.; Neumark, D.; Asmis, K. J. Chem. Phys. 2006, 125, 111102
118. Sugawara, S.; Yoshikawa, T.; Takayanagi, T.; Shiga, M.; Tachikawa, M. J. Phys. Chem. A 2011, 115, 11486-11494
119. Grimme, S. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1463-1473
120. Santra, B.; Michaelides, A.; Scheffler, M. J. Chem. Phys. 2007, 127, 184104
121. Holland, P. M.; Castleman, A. W. J. Phys. Chem. 1982, 86, 4181-4188
122. Kathmann, S.; Schenter, G.; Garrett, B. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 4977-4983
123. Zhao, J.; Khalizov, A.; Zhang, R. Y.; McGraw, R. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 680-689
124. Kim, T. O.; Adachi, M.; Okuyama, K.; Seinfeld, J. H. Aerosol Sci. Technol. 1997, 26, 527-543
125. Froyd, K. D.; Lovejoy, E. R. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 9800-9811
126. Kurtén, T.; Ortega, I. K.; Vehkamäki, H. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 2009, 901, 169-173
127. Nadykto, A. B.; Yu, F. Q.; Herb, J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 7073-7078
128. Lovejoy, E. R.; Curtius, J. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 10874-10883
129. Hanson, D. R.; Lovejoy, E. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 9525-9528
130. Petäjä, T.; Sipilä, M.; Paasonen, P.; Nieminen, T.; Kurtén, T.; Ortega, I. K.; Stratmann, F.; Vehkamäki, H.; Berndt, T.; Kulmala, M. Phys. Rev. Lett. 2011, 106, 228302
131. Rosen, J. M.; Hofmann, D. J.; Gringel, W. J. Geophys. Res. 1985, 90, 5876-5884
132. Stozhkov, Y. I. J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 2003, 29, 913
133. Yu, F.; Turco, R. Atmos. Chem. Phys. 2008, 8, 6085-6102
134. Kazil, J.; Lovejoy, E. R.; Barth, M. C.; O'Brien, K. Atmos. Chem. Phys. 2006, 6, 4905-4924