Magnetic exchange couplings from semilocal functionals evaluated nonself-consistently on hybrid densities: Insights on relative importance of exchange, correlation, and delocalization

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 8, Issue 9, 2012, Pages 3147-3158

  Phillips, Jordan J ^a   Peralta, Juan E ^a  

^a CENTRAL MICHIGAN UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84866170134     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct3004904     Document Type: Article

References (152)

1. Hohenberg, P.; Kohn, W. Phys. Rev. 1964, 136, B864-B871
2. Kohn, W.; Sham, L. J. Phys. Rev. 1965, 140, A1133-A1138
3. Parr, R. G.; Yang, W. Density-Functional Theory of Atoms and Molecules; Oxford University Press: New York, 1989; pp 142-144.
4. Perdew, J. P.; Zunger, A. Phys. Rev. B 1981, 23, 5048-5079
5. Zhang, Y.; Yang, W. J. Chem. Phys. 1998, 109, 2604-2608
6. Lundberg, M.; Siegbahn, P. E. M. J. Chem. Phys. 2005, 122, 224103
7. Ruzsinszky, A.; Perdew, J. P.; Csonka, G. I.; Vydrov, O. A.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 2007, 126, 104102
8. Dutoi, A. D.; Head-Gordon, M. Chem. Phys. Lett. 2006, 422, 230-233
9. Ruzsinszky, A.; Perdew, J. P.; Csonka, G. I.; Vydrov, O. A.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 2006, 125, 194112
10. Vydrov, O. A.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 2006, 125, 234109
11. Vydrov, O. A.; Scuseria, G. E.; Perdew, J. P. J. Chem. Phys. 2007, 126, 154109
12. Galbraith, J. M.; Schaefer, H. F. J. Chem. Phys. 1996, 105, 862-864
13. Rösch, N.; Trickey, S. B. J. Chem. Phys. 1997, 106, 8940-8941
14. Jensen, F. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 2726-2735
15. Lee, D.; Furche, F.; Burke, K. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2124-2129
16. Kim, M. C.; Sim, E.; Burke, K. J. Chem. Phys. 2011, 134, 171103
17. Mori Sánchez, P.; Cohen, A. J.; Yang, W. Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 146401
18. Johnson, E. R.; Sánchez, P. M.; Cohen, A. J.; Yang, W. J. Chem. Phys. 2008, 129, 204112
19. Perdew, J. P.; Parr, R. G.; Levy, M.; Balduz, J. L., Jr. Phys. Rev. Lett. 1982, 49, 1691
20. Sa'nchez, P. M.; Cohen, A. J.; Yang, W. J. Chem. Phys. 2006, 125, 201102
21. Cohen, A. J.; Mori-Sa'nchez, P.; Yang, W. J. Chem. Phys. 2007, 126, 191109
22. Haunschild, R.; Henderson, T. M.; Jiménez-Hoyos, C. A.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 2010, 133, 134116
23. Johnson, B. G.; Gonzales, C. A.; Gill, P. M.; Pople, J. A. Chem. Phys. Lett. 1994, 221, 100-108
24. Baker, J.; Muir, M.; Andzelm, J. J. Chem. Phys. 1995, 102, 2063-2079
25. Durant, L. J. Chem. Phys. Lett. 1996, 256, 595-602
26. Lynch, B. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 2936-2941
27. Patchkovskii, S.; Ziegler, T. J. Chem. Phys. 2002, 116, 7806-7813
28. Andersson, S.; Grüning, M. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 7621-7636
29. Grüning, M.; Gritsenko, O. V.; Baerends, E. J. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 4459-4469
30. Janesko, B. G.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 2008, 128, 244112
31. Bencini, A.; Totti, F.; Daul, C. A.; Doclo, K.; Fantucci, P.; Barone, V. Inorg. Chem. 1997, 36, 5022-5030
32. Cabrero, J.; Calzado, C. J.; Maynau, D.; Caballol, R.; Malrieu, J. P. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 8146-8155
33. Calzado, C. J.; Cabrero, J.; Malrieu, J. P.; Caballol, R. J. Chem. Phys. 2002, 116, 2728-2747
34. Calzado, C. J.; Cabrero, J.; Malrieu, J. P.; Caballol, R. J. Chem. Phys. 2002, 116, 3985-4000
35. de P. R. Moreira, I.; Illas, F. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 1645-1659
36. Calzado, C. J.; Angeli, C.; Taratiel, D.; Caballol, R.; Malrieu, J. P. J. Chem. Phys. 2009, 131, 044327
37. Heisenberg, W. Z. Phys. A: Hadrons Nucl. 1928, 49, 619-636
38. Dirac, P. A. M. Proc. R. Soc. London., Ser. A 1929, 123, 714-733
39. Miralles, J.; Castell, O.; Caballol, R.; Malrieu, J. P. Chem. Phys. 1993, 172, 33-43
40. García, V.; Castell, O.; Caballol, R.; Malrieu, J. Chem. Phys. Lett. 1995, 238, 222-229
41. Castell, O.; García, V. M.; Bo, C.; Caballol, R. J. Comput. Chem. 1996, 17, 42-48
42. Miralles, J.; Daudey, J. P.; Caballol, R. Chem. Phys. Lett. 1992, 198, 555-562
43. Handrick, K.; Malrieu, J. P.; Castell, O. J. Chem. Phys. 1994, 101, 2205-2212
44. Castell, O.; Caballol, R.; García, V. M.; Handrick, K. Inorg. Chem. 1996, 35, 1609-1615
45. de P. R. Moreira, I.; Illas, F.; Calzado, C. J.; Sanz, J. F.; Malrieu, J. P.; Amor, N. B.; Maynau, D. Phys. Rev. B 1999, 59, R6593-R6596
46. Castell, O.; Caballol, R. Inorg. Chem. 1999, 38, 668-673
47. Cabrero, J.; Ben Amor, N.; de Graaf, C.; Illas, F.; Caballol, R. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 9983-9989
48. Cabrero, J.; Ben Amor, N.; Caballol, R. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 6220-6224
49. Rota, J. B.; Calzado, C. J.; Train, C.; Robert, V. J. Chem. Phys. 2010, 132, 154702
50. Andersson, K.; Malmqvist, P. A.; Roos, B. O.; Sadlej, A. J.; Wolinski, K. J. Phys. Chem. 1990, 94, 5483-5488
51. Andersson, K.; Malmqvist, P. A.; Roos, B. O. J. Chem. Phys. 1992, 96, 1218-1226
52. de Graaf, C.; Broer, R.; Nieuwpoort, W. Chem. Phys. Lett. 1997, 271, 372-376
53. de Graaf, C.; Sousa, C.; de P. R. Moreira, I.; Illas, F. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 11371-11378
54. Muñoz, D.; De Graaf, C.; Illas, F. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1234-1241
55. de Graaf, C.; Hozoi, L.; Broer, R. J. Chem. Phys. 2004, 120, 961-967
56. Pulay, P. Int. J. Quantum Chem. 2011, 111, 3273-3279
57. Fink, K.; Fink, R.; Staemmler, V. Inorg. Chem. 1994, 33, 6219-6229
58. Reinhardt, P.; Habas, M. P.; Dovesi, R.; de P. R. Moreira, I.; Illas, F. Phys. Rev. B 1999, 59, 1016-1023
59. Reinhardt, P.; de P. R. Moreira, I.; de Graaf, C.; Dovesi, R.; Illas, F. Chem. Phys. Lett. 2000, 319, 625-630
60. Tabookht, Z.; Lopez, X.; de Graaf, C. J. Phys. Chem. A 2010, 114, 2028-2037
61. Malmqvist, P. A.; Pierloot, K.; Shahi, A. R. M.; Cramer, C. J.; Gagliardi, L. J. Chem. Phys. 2008, 128, 204109
62. Scuseria, G. E. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 4782-4790
63. Kortus, J.; Pederson, M. R.; Baruah, T.; Bernstein, N.; Hellberg, C. Polyhedron 2003, 22, 1871-1876
64. Bühl, M.; Kabrede, H. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 1282-1290
65. Furche, F.; Perdew, J. P. J. Chem. Phys. 2006, 124, 044103
66. Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 10757-10816
67. Noodleman, L. J. Chem. Phys. 1981, 74, 5737-5743
68. Dai, D.; Whangbo, M. H. J. Chem. Phys. 2003, 118, 29-39
69. Dai, D.; Whangbo, M. H. J. Chem. Phys. 2001, 114, 2887-2893
70. Ruiz, E.; Cano, J.; Alvarez, S.; Alemany, P. J. Comput. Chem. 1999, 20, 1391-1400
71. Ruiz, E.; Alvarez, S.; Cano, J.; Polo, V. J. Chem. Phys. 2005, 123, 164110
72. Nishino, M.; Yamanaka, S.; Yoshioka, Y.; Yamaguchi, K. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 705-712
73. Adamo, C.; Barone, V.; Bencini, A.; Broer, R.; Filatov, M.; Harrison, N.; Illas, F.; Malrieu, J.; de P. R. Moreira, I. J. Chem. Phys. 2006, 124, 107101
74. Ruiz, E.; Cano, J.; Alvarez, S.; Polo, V. J. Chem. Phys. 2006, 124, 107102
75. Caballol, R.; Castell, O.; Illas, F.; de P. R. Moreira, I.; Malrieu, J. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 7860-7866
76. Chevreau, H.; de P. R. Moreira, I.; Silvi, B.; Illas, F. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 3570-3577
77. Illas, F.; de P. R. Moreira, I.; Bofill, J.; Filatov, M. Phys. Rev. B 2004, 70, 132414
78. Illas, F.; de P. R. Moreira, I.; Bofill, J.; Filatov, M. Theor. Chim. Acta 2006, 116, 587-597
79. de P. R. Moreira, I.; Costa, R.; Filatov, M.; Illas, F. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 764-774
80. Neese, F. Coord. Chem. Rev. 2009, 253, 526-563
81. Ruiz, E.; Alemany, P.; Alvarez, S.; Cano, J. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 1297-1303
82. Martin, R.; Illas, F. Phys. Rev. Lett. 1997, 79, 1539-1542
83. Illas, F.; Martin, R. J. Chem. Phys. 1998, 108, 2519-2527
84. Adamo, C.; Barone, V.; Bencini, A.; Totti, F.; Ciofini, I. Inorg. Chem. 1999, 38, 1996-2004
85. de P. R. Moreira, I.; Illas, F.; Martin, R. L. Phys. Rev. B 2002, 65, 155102
86. Ciofini, I.; Illas, F.; Adamo, C. J. Chem. Phys. 2004, 120, 3811
87. Feng, X.; Harrison, N. M. Phys. Rev. B 2004, 70, 092402
88. Zhang, Y.; Luo, C. Int. J. Quantum Chem. 2006, 106, 1551-1560
89. Valero, R.; Costa, R.; de P. R. Moreira, I.; Truhlar, D. G.; Illas, F. J. Chem. Phys. 2008, 128, 114103
90. Velez, E.; Alberola, A.; Polo, V. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 14008-14013
91. Schwabe, T.; Grimme, S. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 1201-1204
92. Phillips, J. J.; Peralta, J. E.; Janesko, B. G. J. Chem. Phys. 2011, 134, 214101
93. Tandon, S. S.; Thompson, L. K.; Manuel, M. E.; Bridson, J. N. Inorg. Chem. 1994, 33, 5555-5570
94. Phillips, J. J.; Peralta, J. E. J. Chem. Phys. 2011, 134, 034108
95. Wannarit, N.; Siriwong, K.; Chaichit, N.; Youngme, S.; Costa, R.; de P. R. Moreira, I.; Illas, F. Inorg. Chem. 2011, 50, 10648-10659
96. Rivero, P.; de P. R. Moreira, I.; Illas, F.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 2008, 129, 184110
97. Rivero, P.; de P. R. Moreira, I.; Scuseria, G. E.; Illas, F. Phys. Rev. B 2009, 79, 245129
98. Peralta, J. E.; Melo, J. I. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 1894-1899
99. Ruiz, E. J. Comput. Chem. 2011, 32, 1998-2004
100. Zhekova, H.; Seth, M.; Ziegler, T. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 1858-1866
101. Seidu, I.; Zhekova, H. R.; Seth, M.; Ziegler, T. J. Phys. Chem. A 2012, 116, 2268-2277
102. Valero, R.; Illas, F.; Truhlar, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 3523-3531
103. Rivero, P.; Loschen, C.; de P. R. Moreira, I.; Illas, F. J. Comput. Chem. 2009, 30, 2316-2326
104. Grau-Crespo, R.; Cora', F.; Sokol, A. A.; de Leeuw, N. H.; Catlow, C. R. A. Phys. Rev. B 2006, 73, 035116
105. Anisimov, V. I.; Zaanen, J.; Andersen, O. K. Phys. Rev. B 1991, 44, 943-954
106. Anisimov, V. I.; Solovyev, I. V.; Korotin, M. A.; Czyzyk, M. T.; Sawatzky, G. A. Phys. Rev. B 1993, 48, 16929-16934
107. Dederichs, P. H.; Blügel, S.; Zeller, R.; Akai, H. Phys. Rev. Lett. 1984, 53, 2512-2515
108. Rudra, I.; Wu, Q.; Van Voorhis, T. J. Chem. Phys. 2006, 124, 024103
109. Phillips, J. J.; Peralta, J. E. J. Chem. Phys. 2011, 135, 184108
110. Janesko, B. G. J. Chem. Phys. 2010, 133, 104103
111. Slater, J. The Self-consistent Field for Molecules and Solids. Quantum Theory of Molecules and Solids; McGraw-Hill; New York, 1974; Vol. 4.
112. Vosko, S. H.; Wilk, L.; Nusair, M. Can. J. Phys. 1980, 58, 1200-1211
113. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868
114. 1997, 78, 1396(E).
115. Ernzerhof, M.; Perdew, J. P. J. Chem. Phys. 1998, 109, 3313-3320
116. Tao, J.; Perdew, J. P.; Staroverov, V. N.; Scuseria, G. E. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 146401
117. Perdew, J. P.; Tao, J.; Staroverov, V. N.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 2004, 120, 6898-6911
118. Adamo, C.; Barone, V. J. Chem. Phys. 1999, 110, 6158-6170
119. Staroverov, V. N.; Scuseria, G. E.; Tao, J.; Perdew, J. P. J. Chem. Phys. 2003, 119, 12129-12137
120. Frisch, M. J. Gaussian 09 Revision A.2; Gaussian Inc.: Wallingford, CT, 2009.
121. Herrmann, C.; Podewitz, M.; Reiher, M. Int. J. Quantum Chem. 2009, 109, 2430-2446
122. Montgomery, J.; Frisch, M.; Ochterski, J.; Petersson, G. J. Chem. Phys. 2000, 112, 6532
123. Phillips, J. J.; Hudspeth, M. A.; Browne, P. M., Jr.; Peralta, J. E. Chem. Phys. Lett. 2010, 495, 146-150
124. Perdew, J. P.; Schmidt, K. In Density Functional Theory and its Application to Materials; Van Doren, V.; Van Alsenoy, C.; Geerlings, P., Eds.; American Institute of Physics: 2001; pp 1-20.
125. López, C.; Costa, R.; Illas, F.; Molins, E.; Espinosa, E. Inorg. Chem. 2000, 39, 4560-4565
126. Castillo, O.; Muga, I.; Luque, A.; Gutierrez-Zorrilla, J.; Sertucha, J.; Vitoria, P.; Román, P. Polyhedron 1999, 18, 1235-1245
127. Sletten, J. Acta Chem. Scand. 1983, A 37, 569-578
128. Julve, M.; Verdaguer, M.; Gleizes, A.; Philoche-Levisalles, M.; Kahn, O. Inorg. Chem. 1984, 23, 3808-3818
129. de Meester, P.; Fletcher, S. R.; Skapski, A. C. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1973, 23, 2575-2578
130. López, C.; Costa, R.; Illas, F.; de Graaf, C.; Turnbull, M.; Landee, C.; Espinosa, E.; Mata, I.; Molins, E. Dalton Trans. 2005, 13, 2322-2330
131. Tokii, T.; Hamamura, N.; Nakashima, M.; Muto, Y. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1992, 65, 1214-1219
132. Song, H. H.; Zheng, L. M.; Liu, Y. J.; Xin, X. Q.; Jacobson, A. J.; Decurtins, S. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2001, 22, 3274-3278
133. Felthouse, T. R.; Laskowski, E. J.; Hendrickson, D. N. Inorg. Chem. 1977, 16, 1077-1089
134. Mathoniere, C.; Kahn, O.; Daran, J. C.; Hilbig, H.; Koehler, F. H. Inorg. Chem. 1993, 32, 4057-4062
135. Sun, Y.; Melchior, M.; Summers, D. A.; Thompson, R. C.; Rettig, S. J.; Orvig, C. Inorg. Chem. 1998, 37, 3119-3121
136. Haselhorst, G.; Wieghardt, K.; Keller, S.; Schrader, B. Inorg. Chem. 1993, 32, 520-525
137. Schäfer, K. O.; Bittl, R.; Zweygart, W.; Lendzian, F.; Haselhorst, G.; Weyhermüller, T.; Wieghardt, K.; Lubitz, W. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 13104-13120
138. De Munno, G.; Julve, M.; Lloret, F.; Faus, J.; Verdaguer, M.; Caneschi, A. Inorg. Chem. 1995, 34, 157-165
139. Solomon, E. I.; Szilagyi, R. K.; DeBeer George, S.; Basumallick, L. Chem. Rev. 2004, 104, 419-458
140. Christou, G.; Perlepes, S. P.; Folting, K.; Huffman, J. C.; Webb, R. J.; Hendrickson, D. N. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1990, 10, 746-747
141. Gritsenko, O. V.; Van Leeuwen, R.; Baerends, E. J. Int. J. Quantum Chem. 1996, 60, 1375-1384
142. Baerends, E. J.; Gritsenko, O. V.; van Leeuwen, R. In Chemical Applications of Density-Functional Theory; Laird, B. B.; Ross, R. B.; Ziegler, T., Eds.; American Chemical Society: Washington, DC, 1996; Chapter 3, pp 20-41.
143. Gross, E. K. U.; Petersilka, M.; Grabo, T. In Chemical Applications of Density-Functional Theory; Laird, B. B.; Ross, R. B.; Ziegler, T., Eds.; American Chemical Society: Washington, DC, 1996; Chapter 4, pp 42-53.
144. Johnson, B. G.; Gill, P. M. W.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5612-5626
145. Handy, N. C.; Cohen, A. J. Mol. Phys. 2001, 99, 403-412
146. Handy, N. C.; Cohen, A. J. J. Chem. Phys. 2002, 116, 5411-5418
147. Cremer, D. Mol. Phys. 2001, 99, 1899-1940
148. Polo, V.; Kraka, E.; Cremer, D. Mol. Phys. 2002, 100, 1771-1790
149. Polo, V.; Gräfenstein, J.; Kraka, E.; Cremer, D. Theor. Chim. Acta 2003, 109, 22-35
150. Gräfenstein, J.; Kraka, E.; Cremer, D. Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 1096-1112
151. Jankowski, K.; Nowakowski, K.; Grabowski, I.; Wasilewski, J. J. Chem. Phys. 2009, 130, 164102
152. Jankowski, K.; Nowakowski, K.; Grabowski, I.; Wasilewski, J. Theor. Chim. Acta 2010, 125, 433-444