Interactions between methane and polycyclic aromatic hydrocarbons: A high accuracy benchmark study

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 9, Issue 1, 2013, Pages 370-389

  Smith, Daniel G A ^a   Patkowski, Konrad ^a  

^a AUBURN UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84872126388     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct3008809     Document Type: Article

References (111)

1. Chałasiński, G.; Szczȩśniak, M. M. Chem. Rev. 2000, 100, 4227-4252
2. Halkier, A.; Helgaker, T.; Jørgensen, P.; Klopper, W.; Koch, H.; Olsen, J.; Wilson, A. K. Chem. Phys. Lett. 1998, 286, 243-252
3. Schwenke, D. W. J. Chem. Phys. 2005, 122, 014107
4. Tao, F.-M.; Pan, Y.-K. J. Chem. Phys. 1991, 95, 3582-3588
5. Hättig, C.; Klopper, W.; Köhn, A.; Tew, D. P. Chem. Rev. 2012, 112, 4-74
6. Kong, L.; Bischoff, F. A.; Valeev, E. F. Chem. Rev. 2012, 112, 75-107
7. Patkowski, K.; Podeszwa, R.; Szalewicz, K. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 12822-12838
8. Peréz-Jordá, J. M.; Becke, A. D. Chem. Phys. Lett. 1995, 233, 134-137
9. Wu, X.; Vargas, M. C.; Nayak, S.; Lotrich, V. F.; Scoles, G. J. Chem. Phys. 2001, 115, 8748-8757
10. Wu, Q.; Yang, W. J. Chem. Phys. 2002, 116, 515-524
11. Dion, M.; Rydberg, H.; Schröder, E.; Langreth, D. C.; Lundqvist, B. I. Phys. Rev. Lett. 2004, 92, 246401
12. Grimme, S. J. Comput. Chem. 2006, 27, 1787-1799
13. Zhao, Y.; Schultz, N. E.; Truhlar, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 364-382
14. Becke, A. D.; Johnson, E. R. J. Chem. Phys. 2007, 127, 124108
15. Chai, J.-D.; Head-Gordon, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 6615-6620
16. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. Theor. Chem. Acc. 2008, 120, 215-241
17. Tkatchenko, A.; Scheffler, M. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 073005
18. Pernal, K.; Podeszwa, R.; Patkowski, K.; Szalewicz, K. Phys. Rev. Lett. 2009, 103, 263201
19. Grimme, S.; Antony, J.; Ehrlich, S.; Krieg, H. J. Chem. Phys. 2010, 132, 154104
20. Steinmann, S. N.; Corminboeuf, C. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 1990-2001
21. Vydrov, O. A.; Van Voorhis, T. J. Chem. Phys. 2010, 133, 244103
22. Grimme, S. J. Chem. Phys. 2003, 118, 9095-9102
23. Hill, J. G.; Platts, J. A. J. Chem. Theory Comput. 2007, 3, 80-85
24. DiStasio, R. A., Jr.; Head-Gordon, M. Mol. Phys. 2007, 105, 1073-1083
25. Takatani, T.; Hohenstein, E. G.; Sherrill, C. D. J. Chem. Phys. 2008, 128, 124111
26. Pitoňák, M.; Neogrady, P.; Černý, J.; Grimme, S.; Hobza, P. ChemPhysChem 2009, 10, 282-289
27. Misquitta, A. J.; Podeszwa, R.; Jeziorski, B.; Szalewicz, K. J. Chem. Phys. 2005, 123, 214103
28. Hesselmann, A.; Jansen, G.; Schütz, M. J. Chem. Phys. 2005, 122, 014103
29. Hesselmann, A. J. Chem. Phys. 2008, 128, 144112
30. Bludský, O.; Rubeš, M.; Soldán, P.; Nachtigall, P. J. Chem. Phys. 2008, 128, 114102
31. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 415-432
32. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 5656-5667
33. Jurečka, P.; Šponer, J.; Černý, J.; Hobza, P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 1985-1993
34. Sherrill, C. D.; Takatani, T.; Hohenstein, E. G. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 10146-10159
35. Gráfová, L.; Pitoňák, M.; Řezáč, J.; Hobza, P. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 2365-2376
36. Thanthiriwatte, K. S.; Hohenstein, E. G.; Burns, L. A.; Sherrill, C. D. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 88-96
37. Řezáč, J.; Riley, K. E.; Hobza, P. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 2427-2438
38. Marchetti, O.; Werner, H. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 3400-3409
39. Podeszwa, R.; Patkowski, K.; Szalewicz, K. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 5974-5979
40. Takatani, T.; Hohenstein, E. G.; Malagoli, M.; Marshall, M. S.; Sherrill, C. D. J. Chem. Phys. 2010, 132, 144104
41. Marshall, M. S.; Burns, L. A.; Sherrill, C. D. J. Chem. Phys. 2011, 135, 194102
42. Burns, L. A.; Vazquez-Mayagoitia, A.; Sumpter, B. G.; Sherrill, C. D. J. Chem. Phys. 2011, 134, 084107
43. Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S. V.; Grigorieva, I. V.; Firsov, A. A. Science 2004, 306, 666-669
44. Iijima, S. Nature 1991, 354, 56-58
45. Britz, D. A.; Khlobystov, A. N. Chem. Soc. Rev. 2006, 35, 637-659
46. Dillon, A. C.; Jones, K. M.; Bekkedahl, T. A.; Kiang, C. H.; Bethune, D. S.; Heben, M. J. Nature 1997, 386, 377-379
47. Kong, J.; Franklin, N. R.; Zhou, C. W.; Chapline, M. G.; Peng, S.; Cho, K. J.; Dai, H. J. Science 2000, 287, 622-625
48. Duren, T.; Sarkisov, L.; Yaghi, O. M.; Snurr, R. Q. Langmuir 2004, 20, 2683-2689
49. Bruch, L. W.; Diehl, R. D.; Venables, J. A. Rev. Mod. Phys. 2007, 79, 1381-1454
50. Murdachaew, G.; de Gironcoli, S.; Scoles, G. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 9993-10005
51. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652
52. Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623-11627
53. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868
54. Yang, S.; Ouyang, L.; Phillips, J. M.; Ching, W. Y. Phys. Rev. B 2006, 73, 165407
55. Albesa, A. G.; Fertitta, E. A.; Vicente, J. L. Langmuir 2010, 26, 786-795
56. Liu, Y. Y.; Wilcox, J. Environ. Sci. Technol. 2011, 45, 809-814
57. Wong, B. M. J. Comput. Chem. 2009, 30, 51-56
58. Tsuzuki, S.; Honda, K.; Fujii, A.; Uchimaru, T.; Mikami, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 2860-2865
59. Dunning, T. H., Jr. J. Chem. Phys. 1989, 90, 1007-1023
60. Špirko, V.; Rubeš, M.; Bludský, O. J. Chem. Phys. 2010, 132, 194708
61. Jenness, G. R.; Karalti, O.; Jordan, K. D. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 6375-6381
62. Hachmann, J.; Dorando, J. J.; Avilés, M.; Chan, G. K.-L. J. Chem. Phys. 2007, 127, 134309
63. Janssen, C. L.; Nielsen, I. M. B. Chem. Phys. Lett. 1998, 290, 423-430
64. 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, version 2010.1; Cardiff University: Cardiff, U. K.; Universität Stuttgart: Stuttgart, Germany, 2010. See http://www.molpro.net (accessed Nov 6, 2012).
65. Werner, H.-J.; Manby, F. R.; Knowles, P. J. J. Chem. Phys. 2003, 118, 8149-8160
66. Kendall, R. A.; Dunning, T. H., Jr.; Harrison, R. J. J. Chem. Phys. 1992, 96, 6796-6806
67. Weigend, F.; Köhn, A.; Hättig, C. J. Chem. Phys. 2002, 116, 3175-3183
68. Hättig, C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 59-66
69. Boys, S. F.; Bernardi, F. Mol. Phys. 1970, 19, 553-566
70. van Duijneveldt, F. B.; van Duijneveldt-van de Rijdt, J. G. C. M.; van Lenthe, J. H. Chem. Rev. 1994, 94, 1873-1885
71. Adler, T. B.; Knizia, G.; Werner, H.-J. J. Chem. Phys. 2007, 127, 221106
72. Knizia, G.; Adler, T. B.; Werner, H.-J. J. Chem. Phys. 2009, 130, 054104
73. Köhn, A. J. Chem. Phys. 2009, 130, 131101
74. Tew, D. P.; Klopper, W.; Hättig, C. Chem. Phys. Lett. 2008, 452, 326-332
75. Marchetti, O.; Werner, H.-J. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 11580-11585
76. McMahon, J. D.; Lane, J. R. J. Chem. Phys. 2011, 135, 154309
77. Patkowski, K. J. Chem. Phys. 2012, 137, 034103
78. Marshall, M. S.; Sherrill, C. D. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 3978-3982
79. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1997, 107, 8554-8560
80. Weigend, F. Phys. Chem. Chem. Phys. 2002, 4, 4285-4291
81. 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, J. M.; 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, O.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cioslowski, J.; Fox, D. J. Gaussian 09, revision A.1. Gaussian Inc.: Wallingford, CT, 2009.
82. Vosko, S. H.; Wilk, L.; Nusair, M. Can. J. Phys. 1980, 58, 1200
83. Johnson, E. R.; Becke, A. D.; Sherrill, C. D.; DiLabio, G. A. J. Chem. Phys. 2009, 131, 034111
84. Adamo, C.; Barone, V. J. Chem. Phys. 1999, 110, 6158-6170
85. Dalton, a molecular electronic structureprogram,release 2.0 (2005). See http://daltonprogram.org (accessed Nov 6, 2012).
86. Bukowski, R.; Cencek, W.; Jankowski, P.; Jeziorska, M.; Jeziorski, B.; Kucharski, S. A.; Lotrich, V. F.; Misquitta, A. J.; Moszyński, R.; Patkowski, K.; Podeszwa, R.; Rybak, S.; Szalewicz, K.; Williams, H. L.; Wheatley, R. J.; Wormer, P. E. S.;; Žuchowski, P. S. SAPT2008; University of Delaware: Newark, DE; University of Warsaw: Warsaw, Poland (http://www.physics.udel.edu/∼szalewic/SAPT/SAPT.html, accessed Nov 6, 2012).
87. Tozer, D. J.; Handy, N. C. J. Chem. Phys. 1998, 109, 10180-10189
88. Lias, S. G. Ionization Energy Evaluation, in NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69; Linstrom, P. J.,; Mallard, W. G., Eds.; National Institute of Standards and Technology: Gaithersburg MD. http://webbook.nist.gov (accessed Nov 6, 2012).
89. Patkowski, K.; Szalewicz, K.; Jeziorski, B. J. Chem. Phys. 2006, 125, 154107
90. Patkowski, K.; Szalewicz, K.; Jeziorski, B. Theor. Chem. Acc. 2010, 127, 211-221
91. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 5121-5129
92. Podeszwa, R.; Szalewicz, K. J. Chem. Phys. 2012, 136, 161102
93. Yoo, S.; Aprà, E.; Zeng, X. C.; Xantheas, S. S. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 3122-3127
94. Ziółkowski, M.; Jansík, B.; Kjærgaard, T.; Jørgensen, P. J. Chem. Phys. 2010, 133, 014107
95. Janowski, T.; Pulay, P.; Karunarathna, A. A. S.; Sygula, A.; Saebø, S. Chem. Phys. Lett. 2011, 512, 155-160
96. Sullivan, M. B.; Iron, M. A.; Redfern, P. C.; Martin, J. M. L.; Curtiss, L. A.; Radom, L. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 5617-5630
97. Sinnokrot, M. O.; Sherrill, C. D. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 10200-10207
98. Papajak, E.; Zheng, J.; Xu, X.; Leverentz, H. R.; Truhlar, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 3027-3034
99. ElSohly, A.; Tschumper, S. Int. J. Quantum Chem. 2009, 109, 91-96
100. Papajak, E.; Leverentz, H. R.; Zheng, J.; Truhlar, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2009, 5, 1197-1202
101. Pitoňák, M.; Neogrády, P.; Řezá č, J.; Jurečka, P.; Urban, M.; Hobza, P. J. Chem. Theory Comput. 2008, 4, 1829-1834
102. Kucharski, S. A.; Bartlett, R. J. J. Chem. Phys. 1998, 108, 9221-9226
103. Stanton, J.; Gauss, J.; Harding, M.; Szalay, P.; Auer, A.; Bartlett, R.; Benedikt, U.; Berger, C.; Bernholdt, D.; Bomble, Y.; Christiansen, O.; Heckert, M.; Heun, O.; Huber, C.; Jagau, T.-C. CFOUR, a quantum chemical program package, containing the integral packages MOLECULE (Almlöf, J.; Taylor, P. R.), PROPS (Taylor, P. R.), ABACUS (Helgaker, T.; Jensen, H. J. Aa.; Jørgensen, P.;; Olsen, J.), and ECP routines (Mitin, A. V.;; van Wüllen, C.). For the current version, see http://www.cfour.de (accessed Nov 6, 2012).
104. Johnson, E. R.; Becke, A. D. J. Chem. Phys. 2005, 123, 024101
105. Grimme, S.; Ehrlich, S.; Goerigk, L. J. Comput. Chem. 2011, 32, 1456-1465
106. Vidali, G.; Ihm, G.; Kim, H. Y.; Cole, M. W. Surf. Sci. Rep. 1991, 12, 135-181
107. Podeszwa, R. J. Chem. Phys. 2010, 132, 044704
108. Rubeš, M.; Kysilka, J.; Nachtigall, P.; Bludský, O. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 6438-6444
109. Thierfelder, C.; Witte, M.; Blankenburg, S.; Rauls, E.; Schmidt, W. G. Surf. Sci. 2011, 605, 746-749
110. Qiu, N.-X.; Xue, Y.; Guo, Y.; Sun, W.-J.; Chu, W. Comp. Theor. Chem. 2012, 992, 37-47
111. Ringer, A. L.; Figgs, M. S.; Sinnokrot, M. O.; Sherrill, C. D. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 10822-10828