Actinide-silicon multiradical bonding: Infrared spectra and electronic structures of the Si(μ-X)AnF3 (An = Th, U; X = H, F) molecules

Journal of the American Chemical Society

Volumn 136, Issue 4, 2014, Pages 1427-1437

  Hu, Han Shi ^a   Wei, Fan ^a   Wang, Xuefeng ^b   Andrews, Lester ^b   Li, Jun ^a  

^a Tsinghua University   (China)

^b UNIVERSITY OF VIRGINIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

INFRARED SPECTRUM; LOWEST-ENERGY ISOMERS; MAIN-GROUP ELEMENTS; QUANTUM CHEMICAL CALCULATIONS; SILICON FLUORIDES; SINGLET GROUND STATE; UNPAIRED ELECTRONS; WAVE FUNCTION THEORY;

ARGON; ARGON LASERS; ATOM LASERS; ATOMS; CALCULATIONS; CHEMICAL BONDS; ELECTRONIC STRUCTURE; GROUND STATE; GROUP THEORY; ISOMERS; LIGANDS; MOLECULES; NEON; OXIDATION; QUANTUM CHEMISTRY; SILICON COMPOUNDS; SPECTROSCOPY; THORIUM; URANIUM;

SILICON;

ACTINIDE; ARGON; CARBON; DEUTERIUM; LIGAND; NEON; NITROGEN; SILICON DERIVATIVE; THORIUM; URANIUM;

AB INITIO CALCULATION; ARTICLE; ATOM; CHEMICAL BINDING; CHEMICAL STRUCTURE; COVALENT BOND; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTRON; HYBRIDIZATION; INFRARED RADIATION; ISOMER; LASER; MOLECULE; OXIDATION; PHOTOLYSIS; REACTION ANALYSIS; THERMODYNAMICS; ULTRAVIOLET IRRADIATION; WATER ABSORPTION;

EID: 84893445237     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja409527u     Document Type: Article

References (104)

1. Cotton, F. A.; Murillo, C. A.; Walton, R. A. Multiple Bonds between Metal Atoms; Springer: New York, 2005.
2. Moore, E. A.; Janes, R. Metal-Ligand Bonding; Royal Society of Chemistry: Cambridge, U.K., 2004.
3. Cummins, C. C. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 862-870
4. Mindiola, D. J. Acc. Chem. Res. 2006, 39, 813-821
5. Gagliardi, L.; Roos, B. O. Nature 2005, 433, 848-851
6. Hayton, T. W.; Boncella, J. M.; Scott, B. L.; Palmer, P. D.; Batista, E. R.; Hay, P. J. Science 2005, 310, 1941-1943
7. Evans, W. J.; Kozimor, S. A.; Ziller, J. W. Science 2005, 309, 1835-1838
8. Gagliardi, L.; Pyykkö, P. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 1573-1576
9. Ephritikhine, M. Dalton Trans. 2006, 2501-2516
10. Cantat, T.; Arliguie, T.; Noel, A.; Thuery, P.; Ephritikhine, M.; Le Floch, P.; Mezailles, N. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 963
11. Hayton, T. W. Dalton Trans. 2010, 39, 1145-1158
12. Fox, A. R.; Cummins, C. C. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 5716-5717
13. Fortier, S.; Wu, G.; Hayton, T. W. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6888-6889
14. Fox, A. R.; Arnold, P. L.; Cummins, C. C. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 3250-3251
15. Hayton, T. W. Chem. Commun. 2013, 49, 2956-2973 and references cited therein
16. Fox, A. R.; Bart, S. C.; Meyer, K.; Cummins, C. C. Nature 2008, 455, 341-349
17. Fox, A. R.; Cummins, C. C. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 5716-5717
18. Cooper, O. J.; Mills, D. P.; McMaster, J.; Moro, F.; Davies, E. S.; Lewis, W.; Blake, A. J.; Liddle, S. T. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 2383-2386
19. Brennan, J. G.; Andersen, R. A. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 514-516
20. Arney, D. S.; Burns, C. J.; Schnabel, R. C. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 6780-6781
21. Camp, C.; Pécaut, J.; Mazzanti, M. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 12101-12111
22. Thomson, R. K.; Cantat, T.; Scott, B. L.; Morris, D. E.; Batista, E. R.; Kiplinger, J. L. Nat. Chem. 2010, 2, 723-729
23. King, D. M.; Tuna, F.; McInnes, E. J. L.; McMaster, J.; Lewis, W.; Blake, A. J.; Liddle, S. T. Nat. Chem. 2013, 5, 482-488
24. Andrews, L.; Wang, X.; Gong, Y.; Vlaisavljevich, B.; Gagliardi, L. Inorg. Chem. 2013, 52, 9989-9993
25. Wang, X.; Andrews, L.; Marsden, C. J. Chem.-Eur. J. 2005, 14, 9192-9201
26. Lyon, J. T.; Andrews, L.; Malmqvist, P.-Å.; Roos, B. O.; Yang, T.; Bursten, B. E. Inorg. Chem. 2007, 46, 4917-4925
27. 2)
28. 2UHX)
29. Li, J.; H, S.; Hu, J. T.; Lyon, L.; Andrews Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 47, 9045-9049
30. 2)
31. Lyon, J. T.; Hu, H.-S.; Andrews, L.; Li, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 18919-18924
32. Hu, H. S.; Qiu, Y. H.; Xiong, X. G.; Schwarz, W. H. E.; Li J. Chem. Sci. 2012, 3, 2786-2796
33. Qiu, Y.-H.; Hu, H.-S.; Chen, G.; Li, J. Sci. China Chem. 2013, 10.1007/s11426-013-5000-z
34. Andrews, L.; Wang, X.; Lindh, R.; Roos, B. O.; Marsden, C. J. Angew. Chem. Intl. Ed. 2008, 47, 5366-5370
35. Andrews, L.; Wang, X. Inorg. Chem. 2009, 48, 6594-6598
36. Zachariasen, W. H. Acta Crystallogr. 1949, 2, 94-99
37. King, W. A.; Marks, T. J. Inorg. Chim. Acta 1995, 229, 343-354
38. Diaconescu, P. L.; Odom, A. L.; Agapie, T.; Cummins, C. C. Organometallics 2001, 20, 4993-4995
39. Porchia, M.; Brianese, N.; Casellato, U.; Ossola, F.; Rossetto, G.; Zanella, P.; Graziani, R. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1989, 677-681
40. West, R.; Fink, M. J.; Michl, J. Science 1981, 214, 1343-1344
41. Sekiguchi, A.; Kinjo, R.; Ichinohe, M. Science 2004, 305, 1755-1757
42. Wang, Y.; Xie, Y.; Wei, P.; King, R. P.; Schaefer, H. F., III; Schleyer, P. v. R.; Robinson, G. H. Science 2008, 321, 1069-1071
43. Rodriguez, R.; Gau, D.; Kato, T.; Saffon-Merceron, N.; De Cózar, A.; Cossío, F. P.; Baceiredo, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 10414-10416
44. Lein, M.; Krapp, A.; Frenking, G. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 6290-6299
45. 2ThHX)
46. Lyon, J. T.; Andrews, L. Eur. J. Inorg. Chem. 2008, 7, 1047-1058
47. 2)
48. Andrews, L.; Citra, A. Chem. Rev. 2002, 102, 885-911 and references therein
49. Pracna, P.; Margulies, L.; Cosleou, J.; Demaison, J.; Mkadmi, E. J.; Burger, H. J. Mol. Spectrosc. 2000, 199, 54-58
50. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868
51. ADF 2009.01; SCM, Theoretical Chemistry, Vrije Universiteit: Amsterdam, The Netherlands (http://www.scm.com).
52. te Velde, G.; Bickelhaupt, F. M.; Baerends, E. J.; Guerra, C. F.; van Gisbergen, S. J. A.; Snijders, J. G.; Ziegler, T. J. Comput. Chem. 2001, 22, 931-967
53. Guerra, C. F.; Snijders, J. G.; te Velde, G.; Baerends, E. J. Theor. Chem. Acc. 1998, 99, 391-403
54. van Lenthe, E.; Baerends, E. J.; Snijders, J. G. J. Chem. Phys. 1993, 99, 4597-4610
55. van Lenthe, E.; Baerends, E. J. J. Comput. Chem. 2003, 24, 1142-1156
56. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652
57. Lee, C.; Yang, Y.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789
58. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098-3100
59. Burke, K.; Perdew, J. P.; Wang, Y. In Electronic Density Functional Theory: Recent Progress and New Directions; Dobson, J. F.; Vignale, G.; Das, M. P., Ed.; Plenum, 1998.
60. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, B.; Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Klene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Zakrzewski, V. G.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cui, Q.; Baboul, A. G.; Clifford, S.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Gonzalez, C.; Pople, J. A. Gaussian 03, revision A.1; Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 2003.
61. Frisch, M. J.; Pople, J. A.; Binkley, J. S. J. Chem. Phys. 1984, 80, 3265-3269
62. Raghavachari, K.; Trucks, G. W. J. Chem. Phys. 1989, 91, 1062-1065
63. Küchle, W.; Dolg, M.; Stoll, H.; Preuss, H. J. Chem. Phys. 1994, 100, 7535-7542
64. Purvis, G. D.; Bartlett, R. J. J. Chem. Phys. 1982, 76, 1910-1918
65. Scuseria, G. E.; Janssen, C. L.; Schaefer, H. F. J. Chem. Phys. 1988, 89, 7382-7387
66. Woon, D. E.; Dunning, T. H., Jr. J. Chem. Phys. 1993, 98, 1358-1371
67. Dunning, T. H., Jr. J. Chem. Phys. 1989, 90, 1007-1023
68. Fuentealba, P.; Preuss, H.; Stoll, H.; Szentpaly, L. v. Chem. Phys. Lett. 1982, 89, 418-422
69. Roos, B. O.; Taylor, P. R.; Siegbahn, P. E. M. Chem. Phys. 1980, 48, 157-173
70. Roos, B. O. Int. J. Quantum Chem. 1980, S14, 175-189
71. Andersson, K.; Malmqvist, P.-A.; Roos, B. O.; Sadlej, A. J.; Wolinski, K. J. Phys. Chem. 1990, 94, 5483-5488
72. Andersson, K.; Malmqvist, P.-A.; Roos, B. O. J. Chem. Phys. 1992, 96, 1218-1226
73. Celani, P.; Werner, H.-J. J. Chem. Phys. 2000, 112, 5546-5557
74. Werner, H.-J.; Knowles, P. J.; Lindh, R.; Manby, F. R.; M. Schütz; Celani, P.; Korona, T.; Mitrushenkov, A.; Rauhut, G.; 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.; Hetzer, G.; Hrenar, T.; Knizia, G.; C. Köppl; Liu, Y.; Lloyd, A. W.; Mata, R. A.; May, A. J.; McNicholas, S. J.; Meyer, W.; Mura, M. E.; Nicklass, A.; Palmieri, P.; K. Pflüger; Pitzer, R.; Reiher, M.; Schumann, U.; Stoll, H.; Stone, A. J.; Tarroni, R.; Thorsteinsson, T.; Wang, M.;; Wolf, A. MOLPRO, version 2009.1, a package of ab initio programs; University College Cardiff Consultants Limited: Cardiff, U.K. (http://www.molpro.net).
75. Jacox, M. E. J. Phys. Chem. Ref. Data 1994, Monograph 3; 1998, 27 (2), 115.
76. Buchmarina, V. N.; Gerasimov, A. Yu.; Predtechenskii, Yu. B.; Shklyarik, V. G. Opt. Spectrosc. (USSR) 1992, 72, 38
77. 2 in excess argon at 5 K.
78. Jacox, M. E. Chem. Phys. 1994, 189, 149-170
79. Li, J.; Bursten, B. E.; Liang, B.; Andrews, L. Science 2002, 295, 2242-2245
80. Li, J.; Bursten, B. E.; Andrews, L.; Marsden, C. J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3424-3426
81. Liang, B.; Andrews, L.; Li, J.; Bursten, B. E. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 9016-9017
82. Andrews, L.; Liang, B.; Li, J.; Bursten, B. E. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 3126-3139
83. Andrews, L.; Liang, B.; Li, J.; Bursten, B. E. Angew. Chem., Int. Ed. 2000, 39, 4565-4567
84. Wang, X.; Andrews, L.; Li, J.; Bursten, B. E. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 2554-2557
85. Pyykkö, P.; Riedel, S.; Patzchke, M. Chem.-Eur. J. 2005, 11, 3511-3522
86. Jiang, P.; Gaspar, P. P. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 8622-8623
87. Sekiguchi, A.; Tanaka, T.; Ichinohe, M.; Akiyama, K.; Gaspar, P. P. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 426-427
88. Cordonnier, M.; Bogey, M.; Demuynck, C.; Destombes, J. L. J. Chem. Phys. 1992, 97, 7984-7989 and references therein
89. Grev, R. S.; Schaefer, H. F. J. Chem. Phys. 1992, 97, 7990-7998 and references therein
90. Vlaisavljevich, B.; Mir, P.; Cramer, C. J.; Gagliardi, L.; Infante, I.; Liddle, S. T. Chem.-Eur. J. 2011, 17, 8424-8433
91. Pyykkö, P.; Atsumi, M. Chem.-Eur. J. 2009, 15, 12770-12779
92. Pyykkö, P.; Atsumi, M. Chem.-Eur. J. 2009, 15, 186-197
93. Gillespie, R. J.; Nyholm, R. S. Quart. Rev. 1957, 11, 339-380
94. Frenking, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 143-147
95. Brookhart, M.; Green, M. L. H.; Parkin, G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 6908-6914
96. 3)
97. Balasubramanian, K.; Mclean, A. D. J. Chem. Phys. 1986, 85, 5117-5119
98. Bauschlicher, C. W.; Taylor, P. R. J. Chem. Phys. 1987, 86, 1420-1424
99. Trinquier, G. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 2130-2137
100. Denk, M.; Green, J. C.; Metzler, N.; Wagner, M. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1994, 2405-2410
101. Grev, R. S.; Schaefer, H. F., III; Gaspar, P. P. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 5638-5634
102. Momeni, M. R.; Shakib, F. A. Organometallics 2011, 30, 5027-5032
103. Jiang, P.; Gaspar, P. P. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 8622-8623
104. Sekiguchi, A.; Tanaka, T.; Ichinohe, M.; Akiyama, K.; Tero-Kubota, S. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 4962-4963