Structural and bonding analyses on a homologous metal-metal bond guest-host series M2@C50X10 (M = Zn, Cd, Hg; X = CH, N, B)

European Journal of Inorganic Chemistry

Volumn , Issue 12, 2013, Pages 2220-2230

  Liu, Yan Chun ^a   Wu, Shui Xing ^b   Kan, Yu He ^c   Zhang, Hou Yu ^a   Su, Zhong Min ^a,b  

^a Jilin University   (China)

^b NORTHEAST NORMAL UNIVERSITY   (China)

^c HUAIYIN NORMAL UNIVERSITY   (China)

Author keywords

Density functional calculations; Fullerenes; Host guest systems; Metal metal interactions; Metallocenes

Indexed keywords

BINARY ALLOYS; CHEMICAL BONDS; COORDINATION REACTIONS; METAL COMPLEXES; ORGANOMETALLICS; TOPOLOGY; ZINC ALLOYS; ZINC COMPOUNDS;

BONDING ANALYSIS; DENSITY-FUNCTIONAL CALCULATIONS; DENSITY-FUNCTIONAL STUDY; ENERGY MINIMA; GUEST-HOST; HOST/GUEST SYSTEMS; HOST:GUEST; METAL CAGE; METAL-METAL BONDS; METAL-METAL INTERACTIONS;

FULLERENES;

EID: 84876277305     PISSN: 14341948     EISSN: 10990682     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/ejic.201201416     Document Type: Article

References (134)

1. S. Nagase, K. Kobayashi, T. Akasaka, Bull. Chem. Soc. Jpn. 1996, 69, 2131-2142.
2. L. Dunsch, S. F. Yang, Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 3067 -3081.
3. H. -sgubigara, Rep. Prog. Phys. 2000, 63, 843-892.
4. M. Yamada, T. Akasaka, S. Nagase, Acc. Chem. Res. 2010, 43, 92 -102.
5. X. Lu, L. Feng, T. Akasaka, S. Nagase, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 7723 -7760.
6. D. M. Rivera-Nazario, J. R. Pinzõn, S. Stevenson and, L. A. Echegoyen, J. Phys. Org. Chem. 2013, 26, 194-205.
7. A. Rodríguez-Fortea, A. L. Balch, J. M. Poblet, Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 3551-3563.
8. A. A. Popov, S. M. Avdoshenko, A. M. Pendas, L. Dunsch, Chem. Commun. 2012, 48, 8031-8050.
9. K. Kobayashi, S. Nagase, M. Yoshida, E. Osawa, J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 12693-12694.
10. Y. Z. Tan, S. Y. Xie, R. B. Huang, L. S. Zheng, Nat. Chem. 2009, 1, 450 -460.
11. L. H. Gan, J. An, F. S. Pan, Q. Chang, Z. H. Liu, C. Y. Tao, Chem. Asian J. 2011, 6, 1304 -1314.
12. S.-i. Kobayashi, S. Mori, S. Iida, H. Ando, T. Takenobu, Y. Taguchi, A. Fujiwara, A. Taninaka, H. Shinohara, Y. Iwasa, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8116-8117.
13. V. N. Popok, I. I. Azarko, A. V. Gromov, M. Jonsson, A. Lassesson, E. E. B. Campbell, Solid State Commun. 2005, 133, 499-503.
14. C. De Nadai, A. Mirone, S. S. Dhesi, P. Bencok, N. B. Brookes, I. Marenne, P. Rudolf, N. Tagmatarchis, H. Shinohara, T. J. S. Dennis, Phys. Rev. B 2004, 69, 184421.
15. H. J. Huang, M. Ata, Y. Yoshimoto, Chem. Commun. 2004, 1206-1207.
16. R. Kitaura, H. Okimoto, H. Shinohara, T. Nakamura, H. Osawa, Phys. Rev. B 2007, 76, 172409.
17. A. Strozecka, K. Muthukumar, J. A. Larsson, A. Dybek, T. J. S. Dennis, J. Myslivecek, B. Voigtlander, Phys. Rev. B 2011, 83, 165414.
18. R. Jorn, J. Zhao, H. Petek, T. Seideman, ACS Nano 2011, 5, 7858-7865.
19. T. Huang, J. Zhao, M. Feng, A. A. Popov, S. Yang, L. Dunsch, H. Petek, Nano Lett. 2011, 11, 5327 -5332.
20. H. Kato, Y. Kanazawa, M. Okumura, A. Taninaka, T. Yokawa, H. Shinohara, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 4391-4397.
21. É. Tõth, R. D. Bolskar, A. Borel, G. González, L. Helm, A. E. Merbach, B. Sitharaman, L. J. Wilson, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 799 -805.
22. C. Shu, F. D. Corwin, J. Zhang, Z. Chen, J. E. Reid, M. Sun, W. Xu, J. H. Sim, C. Wang, P. P. Fatouros, A. R. Esker, H. W. Gibson, H. C. Dorn, Bioconjugate Chem. 2009, 20, 1186 -1193.
23. C.-R. Wang, T. Kai, T. Tomiyama, T. Yoshida, Y. Kobayashi, E. Nishibori, M. Takata, M. Sakata, H. Shinohara, Nature 2000, 408, 426-427.
24. H. Kato, A. Taninaka, T. Sugai, H. Shinohara, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 7782-7783.
25. Z. Slanina, Z. F. Chen, P. V. Schleyer, F. Uhlik, X. Lu, S. Nagase, J. Phys. Chem. A 2006, 110, 2231 -2234.
26. X. Lu, H. Nikawa, T. Nakahodo, T. Tsuchiya, M. O. Ishitsuka, Y. Maeda, T. Akasaka, M. Toki, H. Sawa, Z. Slanina, N. Mizorogi, S. Nagase, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 9129 -9136.
27. J. Ding, S. Yang, Angew. Chem. 1996, 108, 2369; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1996, 35, 2234-2235.
28. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1996, 35, 2234 - 2235.
29. H. Shimotani, T. Ito, Y. Iwasa, A. Taninaka, H. Shinohara, E. Nishibori, M. Takata, M. Sakata, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 364-369.
30. M. M. Olmstead, A. de Bettencourt-Dias, S. Stevenson, H. C. Dorn, A. L. Balch, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4172-4173.
31. E. Nishibori, M. Takata, M. Sakata, A. Taninaka, H. Shinohara, Angew. Chem. 2001, 113, 3086.
32. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 2998 -2999.
33. T. Inoue, T. Tomiyama, T. Sugai, T. Okazaki, T. Suematsu, N. Fujii, H. Utsumi, K. Nojima, H. Shinohara, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 7573 -7579.
34. K. Muthukumar, J. A. Larsson, J. Mater. Chem. 2008, 18, 3347 -3351.
35. H. Kurihara, X. Lu, Y. Iiduka, N. Mizorogi, Z. Slanina, T. Tsuchiya, S. Nagase, T. Akasaka, Chem. Commun. 2012, 48, 1290 -1292.
36. J.-i. Aihara, J. Phys. Chem. A 2002, 106, 11371-11374.
37. T. Yang, X. Zhao, E. Osawa, Chem. Eur. J. 2011, 17, 10230-10234.
38. T. Suzuki, Y. Maruyama, T. Kato, K. Kikuchi, Y. Nakao, Y. Achiba, K. Kobayashi, S. Nagase, Angew. Chem. 1995, 107, 1228.
39. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1995, 34, 1094-1096.
40. A. A. Popov, L. Dunsch, J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 786-794.
41. X. Wu, X. Lu, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 2171-2177.
42. I. Infante, L. Gagliardi, G. E. Scuseria, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 7459-7465.
43. F. A. Cotton, C. A. Murillo, R. A. Walton, Multiple Bonds Between Metal Atoms, 3rd ed., Springer, New York, 2005.
44. P. P. Power, Nature 2010, 463, 171-177.
45. E. Carmona, A. Galindo, Angew. Chem. 2008, 120, 6626.
46. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 6526 - 6536.
47. D. Bravo-Zhivotovskii, M. Yuzefovich, M. Bendikov, K. Klinkhammer, Y. Apeloig, Angew. Chem. 1999, 111, 1169.
48. Angew. Chem. Int. Ed. 1999, 38, 1100 - 1102.
49. R. Faggiani, R. J. Gillespie, J. E. Vekris, J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1986, 517-518.
50. I. Resa, E. Carmona, E. Gutierrez-Puebla, A. Monge, Science 2004, 305, 1136-1138.
51. D. del Rio, A. Galindo, I. Resa, E. Carmona, Angew. Chem. 2005, 117, 1270.
52. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 1244-1247.
53. H. S. Kang, J. Phys. Chem. A 2005, 109, 4342 -4351.
54. J. W. Kress, J. Phys. Chem. A 2005, 109, 7757 -7763.
55. S. L. Richardson, T. Baruah, M. R. Pederson, Chem. Phys. Lett. 2005, 415, 141 -145.
56. Y. M. Xie, H. F. Schaefer, R. B. King, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 2818 -2819.
57. Y. M. Xie, H. F. Schaefer, R. B. King, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 2818-2819.
58. E. Cerpa, F. J. Tenorio, M. Contreras, M. Villanueva, H. I. Beltran, T. Heine, K. J. Donald, G. Merino, Organometallics 2008, 27, 827 -833.
59. M. R. Philpott, Y. Kawazoe, Chem. Phys. 2006, 327, 283-290.
60. A. Grirrane, I. Resa, A. Rodriguez, E. Carmona, E. Alvarez, E. Gutierrez-Puebla, A. Monge, A. Galindo, D. del Rio, R. A. Andersen, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 693-703.
61. A. Velazquez, I. Fernandez, G. Frenking, G. Merino, Organometallics 2007, 26, 4731-4736.
62. J. F. Van der Maelen, E. Gutierrez-Puebla, A. Monge, S. Garcia-Granda, I. Resa, E. Carmona, M. T. Fernandez-Diaz, G. J. McLntyre, P. Pattison, H. P. Weber, Acta Crystallogr. 2007, 63, 862-868.
63. Z. Z. Xie, W. H. Fang, Chem. Phys. Lett. 2005, 404, 212-216.
64. K. K. Pandey, J. Organomet. Chem. 2007, 692, 1058-1063.
65. Y. H. Kan, THEOCHEM 2007, 805, 127-132.
66. M. R. Philpott, Y. Kawazoe, Chem. Phys. 2007, 333, 201-207.
67. G. H. Gao, X. Xu, H. S. Kang, J. Comput. Chem. 2009, 30, 978-982.
68. Z. Zhu, M. Brynda, R. J. Wright, R. C. Fischer, W. A. Merrill, E. Rivard, R. R. Wolf, J. C. Fettinger, M. M. Olmstead, P. P. Power, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 10847-10857.
69. K. K. Pandey, THEOCHEM 2007, 823, 59-64.
70. Y. M. Xie, H. F. Schaefer, E. D. Jemmis, Chem. Phys. Lett. 2005, 402, 414-421.
71. Y. H. Kan, THEOCHEM 2009, 894, 88-92.
72. G. Merino, H. I. Beltran, A. Vela, Inorg. Chem. 2006, 45, 1091-1095.
73. A. Y. Timoshkin, H. F. Schaefer, Organometallics 2005, 24, 3343-3345.
74. Y. Matsuo, K. Tahara, M. Sawamura, E. Nakamura, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 8725-8734.
75. R. Marczak, M. Wielopolski, S. S. Gayathri, D. M. Guldi, Y. Matsuo, K. Matsuo, K. Tahara, E. Nakamura, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16207-16215.
76. Y. Matsuo, K. Tahara, E. Nakamura, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 7154-7155.
77. Y. C. Liu, Y. H. Kan, S. X. Wu, G. C. Yang, L. Zhao, M. Zhang, W. Guan, Z. M. Su, J. Phys. Chem. A 2008, 112, 8086-8092.
78. G. T. Velde, F. M. Bickelhaupt, E. J. Baerends, C. F. Guerra, S. J. A. Van Gisbergen, J. G. Snijders, T. Ziegler, J. Comput. Chem. 2001, 22, 931-967.
79. C. F. Guerra, J. G. Snijders, G. te Velde and E. J. Baerends, Theor. Chem. Acc. 1998, 99, 391-403.
80. ADF2008.01, SCM, Theoretical Chemistry, Vrije Universiteit, Amsterdam, The Netherlands, http://www.scm.com.
81. S. H. Vosko, L. Wilk, M. Nusair, Can. J. Phys. 1980, 58, 1200-1211.
82. A. D. Becke, Phys. Rev. A 1988, 38, 3098-3100.
83. J. P. Perdew, Phys. Rev. B 1986, 33, 8822-8824.
84. E. van Lenthe, A. Ehlers, E. J. Baerends, J. Chem. Phys. 1999, 110, 8943-8953.
85. R. F. W. Bader, Atoms in Moleculs: A Quantum Theory, Clarendo Press, Oxford, UK, 1990.
86. A. D. Becke, K. E. Edgecombe, J. Chem. Phys. 1990, 92, 5397-5403.
87. A. Savin, R. Nesper, S. Wengert, T. F. Fassler, Angew. Chem. 1997, 109, 1892.
88. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1997, 36, 1808-1832
89. J. C. Ortiz, C. Bo, Xaim, v. 1.0, Departament de Química Física i Inorgànica, Universitat Rovira i Virgili, Tarragona, Spain, 1998.
90. E. F. Pettersen, T. D. Goddard, C. C. Huang, G. S. Couch, D. M. Greenblatt, E. C. Meng, T. E. Ferrin, J. Comput. Chem. 2004, 25, 1605-1612.
91. C. Gatti, F. Cargnoni, L. Bertini, J. Comput. Chem. 2003, 24, 422-436.
92. C. Gatti, D. Lasi, J. Chem. Soc. Faraday Trans. 2007, 135, 55-78.
93. M. Kohout, DGrid, v. 4.6, Radebeul, Germany, 2011.
94. K. B. Wiberg, Tetrahedron 1968, 24, 1083-1096.
95. J. E. D. Glendening, K. Badenhoop, A. E. Reed, J. E. Carpenter, J. A. Bohmann, C. M. Morales, and F. Weinhold, NBO 5.0, Theoretical Chemistry Institute, University of Wisconsin, Madison, USA, 2001.
96. K. Morokuma, J. Chem. Phys. 1971, 55, 1236-1244.
97. T. Ziegler, A. Rauk, Inorg. Chem. 1979, 18, 1558-1565.
98. T. Ziegler, A. Rauk, Inorg. Chem. 1979, 18, 1755-1759.
99. A. Krapp, K. K. Pandey, G. Frenking, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 7596-7610.
100. A. Krapp, G. Frenking, Chem. Eur. J. 2007, 13, 8256-8270.
101. P. Pyykko, Chem. Rev. 1988, 88, 563-594.
102. M. M. Olmstead, A. de Bettencourt-Dias, J. C. Duchamp, S. Stevenson, D. Marciu, H. C. Dorn, A. L. Balch, Angew. Chem. 2001, 113, 1263.
103. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 1223-1225.
104. Z. Slanina, S. Nagase, ChemPhysChem 2005, 6, 2060 -2063.
105. B. Q. Mercado, M. A. Stuart, M. A. Mackey, J. E. Pickens, B. S. Confait, S. Stevenson, M. L. Easterling, R. N. Valencia, A. Rodríguez-Fortea, J. M. Poblet, M. M. Olmstead, A. L. Balch, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12098 -12105.
106. S. Yang, S. I. Troyanov, A. A. Popov, M. Krause, L. Dunsch, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 16733-16739.
107. M. Swart, A. W. Ehlers, K. Lammertsma, Mol. Phys. 2004, 102, 2467-2474.
108. J. P. Perdew, J. A. Chevary, S. H. Vosko, K. A. Jackson, M. R. Pederson, D. J. Singh, C. Fiolhais, Phys. Rev. B 1992, 46, 6671-6687.
109. C. Adamo, V. Barone, J. Chem. Phys. 1998, 108, 664-675.
110. H. S. Kang, J. Comput. Chem. 2007, 28, 594-600.
111. P. Macchi, A. Sironi, Coord. Chem. Rev. 2003, 238, 383-412.
112. D. Cremer, E. Kraka, Angew. Chem. 1984, 96, 612.
113. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1984, 23, 627 - 628.
114. D. Cremer, E. Kraka, Croat. Chem. Acta 1984, 57, 1259-1281.
115. A. A. Popov, L. Dunsch, Chem. Eur. J. 2009, 15, 9707-9729.
116. E. Cerpa, A. Krapp, A. Vela, G. Merino, Chem. Eur. J. 2008, 14, 10232-10234.
117. E. Cerpa, A. Krapp, R. Flores-Moreno, K. J. Donald, G. Merino, Chem. Eur. J. 2009, 15, 1985-1990.
118. P. Macchi, L. Garlaschelli, A. Sironi, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 14173-14184.
119. J. Overgaard, H. F. Clausen, J. A. Platts, B. B. Iversen, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3834-3843.
120. G. Gervasio, R. Bianchi, D. Marabello, Chem. Phys. Lett. 2005, 407, 18-22.
121. J. A. Cabeza, J. F. Van der Maelen, S. Garcia-Granda, Organometallics 2009, 28, 3666-3672.
122. M. R. Rizhikov, S. G. Kozlovat, S. N. Konchenko, J. Phys. Chem. A 2009, 113, 474-479.
123. L. J. Farrugia, C. Evans, D. Lentz, M. Roemert, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 1251-1268.
124. R. F. W. Bader, C. Gatti, Chem. Phys. Lett. 1998, 287, 233-238.
125. L. J. Farrugia, H. M. Senn, J. Phys. Chem. A 2010, 114, 13418-13433.
126. L. J. Farrugia, C. Evans, H. M. Senn, M. M. Hanninen, R. Sillanpaa, Organometallics 2012, 31, 2559-2570.
127. A. Michalak, R. L. DeKock, T. Ziegler, J. Phys. Chem. A 2008, 112, 7256-7263.
128. A. A. Popov, L. Zhang, L. Dunsch, ACS Nano 2010, 4, 795-802.
129. M. Kohout, F. R. Wagner, Y. Grin, Theor. Chem. Acc. 2002, 108, 150-156.
130. E. Matito, M. Solà, Coord. Chem. Rev. 2009, 253, 647-665.
131. G. Frison, A. Sevin, Internet Electron. J. Mol. Des. 2004, 3, 222-232.
132. K. A. Lyssenko, A. A. Korlyukov, D. G. Golovanov, S. Y. Ketkov, M. Y. Antipin, J. Phys. Chem. A 2006, 110, 6545-6551.
133. Z. Slanina, F. Uhlíkc, S. Nagase, Chem. Phys. Lett. 2007, 440, 259-262.
134. Z. Slanina, F. Uhlík, S.-L. Lee, L. Adamowicz, T. Akasaka, S. Nagase, Int. J. Quantum Chem. 2011, 111, 2712-2718.