Shape of multireference, equation-of-motion coupled-cluster, and density functional theory potential energy surfaces at a conical intersection

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 10, Issue 8, 2014, Pages 3074-3084

  Gozem, Samer ^a   Melaccio, Federico ^b   Valentini, Alessio ^b,c   Filatov, Michael ^d   Huix Rotllant, Miquel ^e   Ferré, Nicolas ^e   Frutos, Luis Manuel ^c   Angeli, Celestino ^f   Krylov, Anna I ^g   Granovsky, Alexander A ^h   Lindh, Roland ⁱ   Olivucci, Massimo ^a,b  

^a BOWLING GREEN STATE UNIVERSITY   (United States)

^b UNIVERSITY OF SIENA   (Italy)

^c UNIVERSITY OF ALCALÁ   (Spain)

^d UNIVERSITY OF BONN   (Germany)

^e AIX MARSEILLE UNIV   (France)

^f UNIVERSITY OF FERRARA   (Italy)

^g UNIVERSITY OF SOUTHERN CALIFORNIA   (United States)

^h Firefly Project   (Russian Federation)

ⁱ Theoretical Chemistry Programme   (Sweden)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84903967840     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct500154k     Document Type: Article

References (97)

1. Teller, E. J. J. Phys. Chem. 1937, 41, 109-16
2. Herzberg, G.; Longuet-Higgins, H. C. Discuss. Faraday Soc. 1963, 35, 77-82
3. Zimmerman, H. E. J. Am. Chem. Soc. 1966, 88, 1564-5
4. Bonačić-Koutecký, V.; Koutecký, J.; Michl, J. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1987, 26, 170-89
5. Klessinger, M.; Michl, J. Excited states and photochemistry of organic molecules; VCH: New York, 1995
6. Bernardi, F.; Olivucci, M.; Robb, M. A. Chem. Soc. Rev. 1996, 25, 321-8
7. Schapiro, I.; Melaccio, F.; Laricheva, E. N.; Olivucci, M. Photochem. Photobiol. Sci. 2011, 10, 867-86
8. Domcke, W.; Yarkony, D. R. Annu. Rev. Phys. Chem. 2012, 63, 325-52
9. Mckinlay, R. G.; Źurek, J. M.; Paterson, M. J. Adv. Inorg. Chem. 2010, 62, 351-90
10. Sinicropi, A.; Andruniow, T.; De Vico, L.; Ferré, N.; Olivucci, M. Pure. Appl. Chem. 2005, 77, 977-93
11. Schapiro, I.; Ryazantsev, M. N.; Ding, W. J.; Huntress, M. M.; Melaccio, F.; Andruniow, T.; Olivucci, M. Aust. J. Chem. 2010, 63, 413-29
12. Matsika, S.; Krause, P. Annu. Rev. Phys. Chem. 2011, 62, 621-43
13. Garavelli, M.; Vreven, T.; Celani, P.; Bernardi, F.; Robb, M. A.; Olivucci, M. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 1285-8
14. Levine, B. G.; Martínez, T. J. Annu. Rev. Phys. Chem. 2007, 58, 613-34
15. Frutos, L. M.; Andruniów, T.; Santoro, F.; Ferré, N.; Olivucci, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007, 104, 7764-9
16. Hayashi, S.; Tajkhorshid, E.; Schulten, K. Biophys. J. 2009, 96, 403-16
17. Polli, D.; Altoè, P.; Weingart, O.; Spillane, K. M.; Manzoni, C.; Brida, D.; Tomasello, G.; Orlandi, G.; Kukura, P.; Mathies, R. A.; Garavelli, M.; Cerullo, G. Nature 2010, 467, 440-3
18. Yarkony, D. R. Chem. Rev. 2012, 112, 481-98
19. Atchity, G. J.; Xantheas, S. S.; Ruedenberg, K. J. Chem. Phys. 1991, 95, 1862
20. Ragazos, I. N.; Robb, M. A.; Bernardi, F.; Olivucci, M. Chem. Phys. Lett. 1992, 197, 217-23
21. Bearpark, M. J.; Robb, M. A.; Bernhard Schlegel, H. Chem. Phys. Lett. 1994, 223, 269-74
22. Yarkony, D. R. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 3200-5
23. Maeda, S.; Ohno, K.; Morokuma, K. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 1538-45
24. Koga, N.; Morokuma, K. Chem. Phys. Lett. 1985, 119, 371-4
25. Levine, B. G.; Ko, C.; Quenneville, J.; MartÍnez, T. J. Mol. Phys. 2006, 104, 1039-51
26. Levine, B. G.; Coe, J. D.; Martínez, T. J. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 405-13
27. Granovsky, A. A. Firefly, Version 8.0.0; 2013; http://classic.chem.msu. su/gran/firefly/index.html.
28. Epifanovsky, E.; Krylov, A. I. Mol. Phys. 2007, 105, 2515-25
29. Gozem, S.; Huntress, M.; Schapiro, I.; Lindh, R.; Granovsky, A. A.; Angeli, C.; Olivucci, M. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 4069-80
30. Gozem, S.; Melaccio, F.; Lindh; Krylov, A. I.; Granovsky, A. A.; Angeli, C.; Olivucci, M. J. Chem. Theory Comput. 2013, 9, 4495-506
31. Gozem, S.; Schapiro, I.; Ferré, N.; Olivucci, M. Science 2012, 337, 1225-8
32. Yarkony, D. R. Rev. Mod. Phys. 1996, 68, 985
33. Gozem, S.; Krylov, A. I.; Olivucci, M. J. Chem. Theory Comput. 2013, 9, 284-92
34. Xu, X.; Gozem, S.; Olivucci, M.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 253-8
35. Huix-Rotllant, M.; Filatov, M.; Gozem, S.; Schapiro, I.; Olivucci, M.; Ferre, N. J. Chem. Theory Comput. 2013, 9, 3917-32
36. Schapiro, I.; Neese, F. Comput. Theor. Chem. 2014, 10.1016/j.comptc.2014. 04.002
37. von Neumann, J.; Wigner, E. Phys. Z. 1929, 30, 467-70
38. Hättig, C. Adv. Quantum Chem. 2005, 50, 37-60
39. Köhn, A.; Tajti, A. J. Chem. Phys. 2007, 127, 044105
40. Andersson, K.; Malmqvist, P.; Roos, B. O. J. Chem. Phys. 1992, 96, 1218
41. Granovsky, A. A. J. Chem. Phys. 2011, 134, 214113
42. Angeli, C.; Cimiraglia, R.; Evangelisti, S.; Leininger, T.; Malrieu, J. P. J. Chem. Phys. 2001, 114, 10252
43. Angeli, C.; Pastore, M.; Cimiraglia, R. Theor. Chem. Acc. 2007, 117, 743-54
44. Krylov, A. I. Chem. Phys. Lett. 2001, 338, 375-84
45. Slipchenko, L. V.; Krylov, A. I. J. Chem. Phys. 2002, 117, 4694
46. Levchenko, S. V.; Krylov, A. I. J. Chem. Phys. 2004, 120, 175-85
47. Krylov, A. I. Acc. Chem. Res. 2006, 39, 83-91
48. Manohar, P. U.; Krylov, A. I. J. Chem. Phys. 2008, 129, 194105
49. Schwabe, T.; Grimme, S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 4398-401
50. Grimme, S.; Neese, F. J. Chem. Phys. 2007, 127, 154116
51. Schwabe, T.; Grimme, S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 3397-406
52. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater Phys. 1988, 37, 785-9
53. Shao, Y.; Head-Gordon, M.; Krylov, A. I. J. Chem. Phys. 2003, 118, 4807
54. Bonačić-Koutecký, V.; Schöffel, K.; Michl, J. Theor. Chem. Acc. 1987, 72, 459-74
55. Finley, J.; Malmqvist, P.; Roos, B. O.; Serrano-Andrés, L. Chem. Phys. Lett. 1998, 288, 299-306
56. Ghigo, G.; Roos, B. O.; Malmqvist, P. K. Chem. Phys. Lett. 2004, 396, 142-9
57. Langhoff, S. R.; Davidson, E. R. Int. J. Quantum Chem. 1974, 8, 61-72
58. Werner, H. J.; Kállay, M.; Gauss, J. J. Chem. Phys. 2008, 128, 034305
59. Hirata, S.; Head-Gordon, M. Chem. Phys. Lett. 1999, 314, 291-9
60. Filatov, M.; Shaik, S. Chem. Phys. Lett. 1999, 304, 429-37
61. Kazaryan, A.; Heuver, J.; Filatov, M. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 12980-8
62. Filatov, M. J. Chem. Theory Comput. 2013, 9, 4526-41
63. Li, S. L.; Marenich, A. V.; Xu, X.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 322-8
64. Wang, F.; Ziegler, T. J. Chem. Phys. 2004, 121, 12191
65. Yamaguchi, K.; Takahara, Y.; Fueno, T. In Applied. Quantum. Chemistry; Smith, V. H.; Schaefer, H. F.; Morokuma, K., Eds.; D. Reidel: Dordrecht, The Netherlands, 1986; pp 155-184.
66. Shoji, M.; Koizumi, K.; Kitagawa, Y.; Kawakami, T.; Yamanaka, S.; Okumura, M.; Yamaguchi, K. Chem. Phys. Lett. 2006, 432, 343-7
67. Hase, W. L.; Duchovic, R. J.; Hu, X.; Komornicki, A.; Lim, K. F.; Lu, D.-H.; Peslherbe, G. H.; Swamy, K. N.; Van de Linde, S. R.; Varandas, A. J. C. QCPE Bull. 1996, 16, 43
68. Aquilante, F.; De Vico, L.; Ferré, N.; Ghigo, G.; Malmqvist, P. A.; Neogrády, P.; Pedersen, T. B.; Pitonák, M.; Reiher, M.; Roos, B. O.; Serrano-Andrés, L.; Urban, M.; Veryazov, V.; Lindh, R. J. Comput. Chem. 2010, 31, 224-47
69. Schapiro, I.; Ryazantsev, M. N.; Frutos, L. M.; Ferré, N.; Lindh, R.; Olivucci, M. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 3354-64
70. Swope, W. C.; Andersen, H. C.; Berens, P. H.; Wilson, K. R. J. Chem. Phys. 1982, 76, 637
71. Tully, J. C. J. Chem. Phys. 1990, 93, 1061
72. Hammes-Schiffer, S.; Tully, J. C. J. Chem. Phys. 1994, 101, 4657
73. Granucci, G.; Persico, M. J. Chem. Phys. 2007, 126, 134114
74. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A.; 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.; Bakken, V.; 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.; Laham, 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 C.02; Gaussian: Wallingford, CT, USA, 2004.
75. 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, a package of ab initio programs; University College Cardiff Consultants: Cardiff, U.K., 2010.
76. Schmidt, M. W.; Baldridge, K. K.; Boatz, J. A.; Elbert, S. T.; Gordon, M. S.; Jensen, J. H.; Koseki, S.; Matsunaga, N.; Nguyen, K. A.; Su, S. J. Comput. Chem. 1993, 14, 1347-63
77. Shao, Y.; Molnar, L. F.; Jung, Y.; Kussmann, J.; Ochsenfeld, C.; Brown, S. T.; Gilbert, A. T. B.; Slipchenko, L. V.; Levchenko, S. V.; O'Neill, D. P.; DiStasio, R. A.; Lochan, R. C.; Wang, T.; Beran, G. J. O.; Besley, N. A.; Herbert, J. M.; Lin, C. Y.; Van Voorhis, T.; Chien, S. H.; Sodt, A.; Steele, R. P.; Rassolov, V. A.; Maslen, P. E.; Korambath, P. P.; Adamson, R. D.; Austin, B.; Baker, J.; Byrd, E. F. C.; Dachsel, H.; Doerksen, R. J.; Dreuw, A.; Dunietz, B. D.; Dutoi, A. D.; Furlani, T. R.; Gwaltney, S. R.; Heyden, A.; Hirata, S.; Hsu, C. -P. P.; Kedziora, G.; Khalliulin, R. Z.; Klunzinger, P.; Lee, A. M.; Lee, M. S.; Liang, W.; Lotan, I.; Nair, N.; Peters, B.; Proynov, E. I.; Pieniazek, P. A.; Rhee, Y. M.; Ritchie, J.; Rosta, E.; Sherrill, C. D.; Simmonett, A. C.; Subotnik, J. E.; Woodcock, H. L.; Zhang, W.; Bell, A. T.; Chakraborty, A. K.; Chipman, D. M.; Keil, F. J.; Warshel, A.; Hehre, W. J.; Schaefer, H. F.; Kong, J.; Krylov, A. I.; Gill, P. M. W.; Head-Gordon, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 3172-91
78. Neese, F. ORCA, version 2.9.1; Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion: Muheim an der Ruhr, Germany, 2004.
79. Kraka, E.; Filatov, M.; Zou, W.; Grafenstein, J.; Izotov, D.; Gauss, J.; He, Y.; Wu, A.; Polo, V.; Olsson, L.; Konkoli, Z.; He, Z.; Cremer, D. COLOGNE2012; Southern Methodist University: Dallas, TX, 2012.
80. Olkhov, R. V.; Bally, T. MOplot, v.1.86; http://www-chem.unifr.ch/tb/ moplot/moplot.html.
81. Matsika, S. Chem. Phys. 2008, 349, 356-62
82. Malrieu, J.-P.; Heully, J.-L.; Zaitsevskii, A. Theor. Chim. Acta 1995, 90, 167-87
83. Zaitsevskii, A.; Malrieu, J.-P. Chem. Phys. Lett. 1995, 233, 597-604
84. Rozgonyi, T.; Gonzalez, L. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 10251-9
85. Shiozaki, T.; Gyorffy, W.; Celani, P.; Werner, H. J. J. Chem. Phys. 2011, 135, 081106
86. Serrano-Andrés, L.; Merchán, M.; Lindh, R. J. Chem. Phys. 2005, 122, 104107
87. Send, R.; Furche, F. J. Chem. Phys. 2010, 132, 044107
88. Keal, T. W.; Wanko, M.; Thiel, W. Theor. Chem. Acc. 2009, 123, 145-56
89. Isegawa, M.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 2013, 138, 134111
90. Minezawa, N.; Gordon, M. S. J. Phys. Chem. A 2011, 115, 7901-11
91. Huix-Rotllant, M.; Natarajan, B.; Ipatov, A.; Wawire, C. M.; Deutsch, T.; Casida, M. E. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 12811-25
92. Sears, J. S.; Sherrill, C. D.; Krylov, A. I. J. Chem. Phys. 2003, 118, 9084-94
93. Rinkevicius, Z.; Vahtras, O.; Ågren, H. J. Chem. Phys. 2010, 133, 114104
94. Weingart, O. Chem. Phys. 2008, 349, 348-55
95. Weingart, O.; Altoè, P.; Stenta, M.; Bottoni, A.; Orlandi, G.; Garavelli, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 3645-8
96. Migani, A.; Robb, M. A.; Olivucci, M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 2804-8
97. González-Luque, R.; Garavelli, M.; Bernardi, F.; Merchán, M.; Robb, M. A.; Olivucci, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2000, 97, 9379-84