Structure and hydrolysis of the U(IV), U(V), and U(VI) aqua ions from Ab initio molecular simulations

Inorganic Chemistry

Volumn 51, Issue 5, 2012, Pages 3016-3024

  Atta Fynn, Raymond ^a   Johnson, Donald F ^a   Bylaska, Eric J ^a   Ilton, Eugene S ^b   Schenter, Gregory K ^b   De Jong, Wibe A ^a  

^a PACIFIC NORTHWEST NATIONAL LABORATORY   (United States)

^b PACIFIC NORTHWEST NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84863242866     PISSN: 00201669     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic202338z     Document Type: Article

References (88)

1. Morris, D. E. Inorg. Chem. 2002, 41, 3542
2. Lovley, D. R.; Phillips, E. J. P.; Gorby, Y. A.; Landa, E. R. Nature 1991, 350, 413
3. Renshaw, J. C. Environ. Sci. Technol. 2005, 39, 5657
4. Lojou, E.; Bianco, P. J. Electroanal. Chem. 1999, 471, 96
5. Tucker, M. D.; Barton, L. L.; Thomson, B. M. Appl. Microbiol. Biotechnol. 1996, 46, 74
6. Tebo, B. M.; Obraztsova, A. Y. FEMS Microbiol. Lett. 1998, 162, 193
7. Truex, M. J.; Peyton, B. M.; Valentine, N. B.; Gorby, Y. A. Biotechnol. Bioeng. 1997, 55, 490
8. Spear, J. R.; Figueroa, L. A.; Honeyman, B. D. Environ. Sci. Technol. 1999, 33, 2667
9. Spear, J. R.; Figueroa, L. A.; Honeyman, B. D. Appl. Environ. Microbiol. 2000, 66, 3711
10. Tsezos, M.; Georgousis, Z.; Remoudaki, E. Biotechnol. Bioengin. 1997, 55, 16
11. Ilton, E. S.; Haiduc, A.; Cahill, C. L.; Felmy, A. R. Inorg. Chem. 2005, 44, 2986
12. Wersin, P.; Hochella, M. F.; Persson, P.; Redden, G.; Leckie, J. O.; Harris, D. W. Geochim. Cosmochim. Acta 1994, 58, 2829
13. Liger, E.; Charlet, L.; Van Cappellen, P. Geochim. Cosmochim. Acta 1999, 63, 2939
14. Charlet, L.; Silvester, E.; Liger, E. Chem. Geol. 1998, 151, 85
15. Baranger, P.; Disnar, J. R. Bull. Soc. Geol. Fr. 1991, 162, 271
16. McCleskey, T. M.; Foreman, T. M.; Hallman, E. E.; Burns, C. J.; Sauer, N. N. Environ. Sci. Technol. 2001, 35, 547
17. Wang, W. D.; Bakac, A.; Espenso, J. H. Inorg. Chem. 1995, 34, 6034
18. Sarakha, M.; Bolte, M.; Burrows, H. D. J. Photochem. Photobiol. A 1997, 107, 101
19. Eliet, V.; Bidoglio, G. Environ. Sci. Technol. 1998, 32, 3155
20. Cohen, D. J. Inorg. Nucl. Chem. 1970, 32, 3525
21. Ferri, D.; Grenthe, I.; Salvotore, F. Inorg. Chem. 1983, 22, 3162
22. Madic, C.; Hobart, D. E.; Begun, G. M. Inorg. Chem. 1983, 22, 1494
23. Mizuguchi, K.; Park, Y.-Y.; Tomiyasu, H.; Ikeda, Y. J. Nucl. Sci. Technol. 1993, 30, 542
24. Mizuoka, K.; Grenthe, I.; Ikeda, Y. Inorg. Chem. 2005, 44, 4472
25. Docrat, T. I.; Mosselmans, J. F. W.; Charnock, J. M.; Whiteley, M. W.; Collison, D.; Livens, F. R.; Jones, C.; Edmiston, M. J. Inorg. Chem. 1999, 38, 1879
26. Ikeda, A.; Hennig, C.; Tsushima, S.; Takao, K.; Ikeda, Y.; Scheinost, A. C.; Bernhard, G. Inorg. Chem. 2007, 46, 4212
27. Clark, D. L.; Hobart, D. E.; Neu, M. P. Chem. Rev. 1995, 95, 25
28. Horeglad, P.; Nocton, G.; Filinchuck, Y.; Pécaut, J.; Mazzanti, M. Chem. Commun. 2009, 1843
29. Nocton, G.; Horeglad, P.; Vetere, V.; Pécaut, J.; Dubois, L.; Maldivi, P.; Edelstein, N.; Mazzanti, M. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 495
30. Takao, K.; Tsushima, S.; Takao, S.; Scheinost, A. C.; Bernhard, G.; Ikeda, Y.; Hennig, C. Inorg. Chem. 2009, 48, 9602
31. Ilton, E. S.; Boily, J. F.; Buck, E. C.; Skomurski, F. N.; Rosso, K. M.; Cahill, C. L.; Bargar, J. R.; Felmy, A. R. Environ. Sci. Technol. 2010, 44, 170
32. Nichols, P.; Bylaska, E. J.; Schenter, G. K.; DeJong, W. A. J. Chem. Phys. 2008, 128, 124507
33. Guillaumont, R.; Fanghanel, T.; Fuger, J.; Grenthe, I.; Neck, V.; Palmer, D. A.; Rand, M. H. In Update on the Chemical Thermodynamics of Uranium, Neptunium, Plutonium, Americium, and Technetium; Mompean, F. J.; Domenech-Orti, C.; Ben Said, K.; Illemassène, M., Eds.; Chemical Thermodynamics, Vol. 5; Elsevier: Amsterdam, 2003.
34. Zanonato, P.; Bernardo, P. D.; Bismondo, A.; Liu, G.; Chen, X.; Rao, L. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5515
35. Allen, P. G.; B., J. J.; Shuh, D. K.; Edelstein, N. M.; Reich, T. Inorg. Chem. 1997, 36, 4676
36. Conradson, S. D. Appl. Spectrosc. 1998, 52, 252A
37. Ankudinov, A. L.; Conradson, S. D.; de Leon, J. M.; Rehr, J. J. Phys. Rev. B 1998, 57, 7518
38. Gagliardi, L.; Roos, B. O. Chem. Phys. Lett. 2000, 331, 229
39. Hay, P. J.; Martin, R. L.; Schreckenbach, G. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 6259
40. Shamov, G. A.; Schreckenbach, G. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 10961
41. Tsushima, S.; Wahlgren, U.; Grenthe, I. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 9175
42. Austin, J. P.; Sundararajan, M.; Vincent, M. A.; Hillier, I. H. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2009, 5902
43. Denning, R. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 4125
44. Vallet, V.; Privalov, T.; Wahlgren, U.; Grenthe, I. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7766
45. Frick, R. J.; Hofer, T. S.; Pribil, A. B.; Randolf, B. R.; Rode, B. M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 11736
46. Pocev, S.; Johansson, G. Acta Chem. Scand. 1973, 27, 2146
47. Johansson, G. In Advances in Inorganic Chemistry, Vol. 39; Sykes, A. G., Ed.; Academic Press: London, 1992.
48. Moll, H.; Denecke, M. A.; Jalilehvand, M. A. F.; Sandström, M.; Grenthe, I. Inorg. Chem. 1999, 38, 1795
49. Ikeda-Ohno, A.; Hennig, C.; Tsushima, S.; Scheinost, A. C.; Bernhard, G.; Yaita, T. Inorg. Chem. 2009, 48, 7201
50. Tsushima, S.; Yang, T. Chem. Phys. Lett. 2005, 401, 68
51. Chaboy, J.; Díaz-Moreno, S. J. Phys. Chem. A 2011, 115, 2345
52. Frick, R. J.; Pribil, A. B.; Hofer, T. S.; Randolf, B. R.; Bhattacharjee, A.; Rode, B. M. Inorg. Chem. 2009, 48, 3993
53. Car, R.; Parrinello, M. Phys. Rev. Lett. 1985, 55, 2471
54. Kohn, W.; Sham, L. J. Phys. Rev. 1965, 140, A1133
55. Valiev, M.; Bylaska, E. J.; Govind, N.; Kowalski, K.; Straatsma, T. P.; van Dam, H. J. J.; Wang, D.; Nieplocha, J.; Apra, E.; Windus, T. L.; Jong, W. A. D. Comput. Phys. Commun. 2010, 181, 1477
56. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865
57. Kleinman, L.; Bylander, D. M. Phys. Rev. Lett. 1982, 48, 1425
58. Hamann, D. R.; Schluter, M.; Chiang, C. Phys. Rev. Lett. 1979, 43, 1494
59. Hamann, D. R. Phys. Rev. B 1989, 40, 2980
60. Troullier, N.; Martins, J. L. Phys. Rev. B 1991, 43, 1993
61. Nose, S. Mol. Phys. 1984, 52, 255
62. Hoover, W. G. Phys. Rev. A 1985, 31, 1695
63. Cauët, E.; Bogatko, S.; Weare, J. H.; Fulton, J. L.; Schenter, G. K.; Bylaska, E. J. J. Chem. Phys. 2010, 132, 194502
64. Zwanzig, R. W. J. Chem. Phys. 1954, 22, 1420
65. Kirkwood, J. G. J. Chem. Phys. 1935, 3, 300
66. Straatsma, T. P.; McCammon, J. A. J. Chem. Phys. 1991, 95, 1175
67. Torrie, G. M.; Valleau, J. P. J. Comput. Phys. 1977, 23, 187
68. Micheletti, C.; Laio, A.; Parrinello, M. Phys. Rev. Lett. 2004, 92, 170601
69. Laio, A.; Parrinello, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 12562
70. Laio, A.; Gervasio, F. L. Rep. Prog. Phys. 2008, 71, 126601
71. Sprik, M. Chem. Phys. 2000, 258, 139
72. Farkas, I.; Grenthe, I.; Banyái, I. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 1201
73. Wiebke, J.; Moritz, A.; Cao, X.; Dolg, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 459
74. Atta-Fynn, R.; Bylaska, E. J.; Schenter, G. K.; de Jong, W. A. J. Phys. Chem. A 2011, 115, 4665
75. Altmaier, M.; Cho, H. R.; Klenze, R.; Lindqvist-Reis, P.; Marquardt, C. M.; Neck, V.; Panak, P.; Seibert, A.; Walther, C.; Yun, J. I.; Fanghänel, T. In Institute for Nuclear Waste Disposal: Annual Report; Geckeis, H., Ed.; 2005; p 10.
76. García-Hernández, M.; Lauterbach, C.; Krüger, S.; Matveev, A.; Rösch, N. J. Comput. Chem. 2002, 23, 834
77. Richens, D. T. The Chemistry of Aqua Ions; Wiley: Chichester, U.K., 1997.
78. Rehr, J. J.; Albers, R. C. Rev. Mod. Phys. 2000, 72, 621
79. Rehr, J. J.; Kas, J. J.; Prange, M. P.; Sorini, A. P.; Takimoto, Y.; Vila, F. C. R. Phys. 2009, 10, 548
80. Palmer, B. J.; Pfund, D. M.; Fulton, J. L. J. Phys. Chem. 1996, 100, 13393
81. Wannier, G. H. Phys. Rev. 1937, 52, 0191
82. Foster, J. M.; Boys, S. F. Rev. Mod. Phys. 1960, 32, 300
83. Silvestrelli, P. L.; Marzari, N.; Vanderbilt, D.; Parrinello, M. Solid State Commun. 1998, 107, 7
84. Marzari, N.; Vanderbilt, D. Phys. Rev. B 1997, 56, 12847
85. Silvestrelli, P. L.; Parrinello, M. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 3308
86. Lightstone, F. C.; Schwegler, E.; Hood, R. Q.; Gygi, F.; Galli, G. Chem. Phys. Lett. 2001, 343, 549
87. Bühl, M.; Kabrede, H. Inorg. Chem. 2006, 45, 3834
88. Tsushima, S.; Yang, T.; Suzuki, A. Chem. Phys. Lett. 2001, 334, 365