Expanding the scope of density derived electrostatic and chemical charge partitioning to thousands of atoms

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 10, Issue 12, 2014, Pages 5377-5390

  Lee, Louis P ^a   Limas, Nidia Gabaldon ^b   Cole, Daniel J ^c   Payne, Mike C ^a   Skylaris, Chris Kriton ^d   Manz, Thomas A ^b  

^a UNIVERSITY OF CAMBRIDGE   (United Kingdom)

^b NEW MEXICO STATE UNIVERSITY   (United States)

^c YALE UNIVERSITY   (United States)

^d UNIVERSITY OF SOUTHAMPTON   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84916910939     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct500766v     Document Type: Article

References (94)

1. Yang, Q.; Liu, D.; Zhong, C.; Li, J.-R. Chem. Rev. 2013, 113, 8261-8323.
2. Price, S. L.; Stone, A. J. J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1992, 88, 1755-1763.
3. Manz, T. A.; Sholl, D. S. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 2844-2867.
4. Bader, R. F. W.; MacDougall, P. J.; Lau, C. D. H. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 1594-1605.
5. Lee, L. P.; Cole, D. J.; Skylaris, C.-K.; Jorgensen, W. L.; Payne, M. C. J. Chem. Theory Comput. 2013, 9, 2981-2991.
6. Watanabe, T.; Manz, T. A.; Sholl, D. S. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 4824-4836.
7. Watanabe, T.; Sholl, D. S. Langmuir 2012, 28, 14114-14128.
8. Haldoupis, E.; Nair, S.; Sholl, D. S. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 4313-4323.
9. Jasuja, H.; Zang, J.; Sholl, D. S.; Walton, K. S. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 23526-23532.
10. Vilhelmsen, L. B.; Walton, K. S.; Sholl, D. S. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 12807-12816.
11. Erucar, I.; Manz, T.; Keskin, S. Mol. Simul. 2014, 40, 557-570.
12. Wu, X.; Huang, J.; Cai, W.; Jaroniec, M. RSC Adv. 2014, 4, 16503-16511.
13. Fang, H. J.; Kamakoti, P.; Zang, J.; Cundy, S.; Paur, C.; Ravikovitch, P. I.; Sholl, D. S. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 10692-10701.
14. Fang, H. J.; Kamakoti, P.; Ravikovitch, P. I.; Aronson, M.; Paur, C.; Sholl, D. S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 12882-12894.
15. Shang, J.; Li, G.; Gu, Q.; Singh, R.; Xiao, P.; Liu, J.; Webley, P. Chem. Commun. 2014, 50, 4544-4546.
16. Mondal, A.; Balasubramanian, S. J. Chem. Eng. Data 2014, 59, 3061-3068.
17. Parkinson, G. S.; Manz, T. A.; Novotny, Z.; Sprunger, P. T.; Kurtz, R. L.; Schmid, M.; Sholl, D. S.; Diebold, U. Phys. Rev. B 2012, 85, 195450.
18. Antony, A.; Asthagiri, A.; Weaver, J. F. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 12202-12212.
19. Montemore, M. M.; Medlin, J. W. J. Chem. Phys. 2012, 136, 204710.
20. Semidey-Flecha, L.; Teng, D.; Habenicht, B.; Sholl, D. S.; Xu, Y. J. Chem. Phys. 2013, 138, 184710.
21. Li, L. W.; Morrill, M. R.; Shou, H.; Barton, D. G.; Ferrari, D.; Davis, R. J.; Agrawal, P. K.; Jones, C. W.; Sholl, D. S. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 2769-2773.
22. Rettew, R. E.; Cheng, S.; Sauerbrey, M.; Manz, T. A.; Sholl, D. S.; Jaye, C.; Fischer, D. A.; Alamgir, F. M. Top. Catal. 2013, 56, 1065-1073.
23. Shi, X. R.; Sholl, D. S. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 10623-10631.
24. Canto, G.; Salazar-Ehuan, I.; Gonzalez-Sanchez, J.; Tapia, A.; Quijano, R.; Simonetti, S. Int. J. Hydrogen Energy 2014, 39, 8744-8748.
25. Kim, H. W.; Jung, J.; Han, M. N.; Lim, S.; Tamada, K.; Hara, M.; Kawa, M.; Kim, Y.; Kuk, Y. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 9236-9238.
26. Manz, T. A.; Sholl, D. S. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 2455-2468.
27. Skylaris, C.-K.; Haynes, P. D.; Mostofi, A. A.; Payne, M. C. J. Chem. Phys. 2005, 122, 084119.
28. Skylaris, C.-K.; Haynes, P. D.; Mostofi, A. A.; Payne, M. C. Phys. Stat. Sol. (B) 2006, 243, 2489-2499.
29. Hine, N. D. M.; Haynes, P. D.; Mostofi, A. A.; Skylaris, C.-K.; Payne, M. C. Comput. Phys. Commun. 2009, 180, 1041-1053.
30. Cole, D. J.; Skylaris, C. K.; Rajendra, E.; Venkitaraman, A. R.; Payne, M. C. EPL 2010, 91, 37004.
31. Cole, D. J.; Rajendra, E.; Roberts-Thomson, M.; Hardwick, B.; McKenzie, G. J.; Payne, M. C.; Venkitaraman, A. R.; Skylaris, C. K. PLoS Comp. Bio. 2011, 7, e1002096.
32. Lever, G.; Cole, D. J.; Hine, N. D. M.; Haynes, P. D.; Payne, M. C. J. Phys.: Cond. Matt. 2013, 25, 152101.
33. Lee, L. P.; Cole, D. J.; Payne, M. C.; Skylaris, C.-K. J. Comput. Chem. 2013, 34, 429-444.
34. Lever, G.; Cole, D. J.; Lonsdale, R.; Ranaghan, K. E.; Wales, D. J.; Mulholland, A. J.; Skylaris, C.-K.; Payne, M. C. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 3614-3619.
35. Cardamone, S.; Hughes, T. J.; Popelier, P. L. A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 10367-10387.
36. Bultinck, P.; Alsenoy, C. V.; Ayers, P. W.; Carbó-Dorca, R. J. Chem. Phys. 2007, 126, 144111.
37. Lillestolen, T. C.; Wheatley, R. J. J. Chem. Phys. 2009, 131, 144101.
38. Hirshfeld, F. Theor. Chim. Acta 1977, 44, 129-138.
39. Nalewajski, R. F.; Parr, R. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2000, 97, 8879-8882.
40. Heidar-Zadeh, F.; Ayers, P. W.; Bultinck, P. J. Chem. Phys. 2014, 141, 094103.
41. Davidson, E. R.; Chakravorty, S. Theor. Chim. Acta 1992, 83, 319-330.
42. Verstraelen, T.; Pauwels, E.; De Proft, F.; Van Speybroeck, V.; Geerlings, P.; Waroquier, M. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 661-676.
43. Van Damme, S.; Bultinck, P.; Fias, S. J. Chem. Theory Comput. 2009, 5, 334-340.
44. Vanpoucke, D.; Bultinck, P.; Van Driessche, I. J. Comput. Chem. 2013, 34, 405-417.
45. Verstraelen, T.; Ayers, P. W.; Van Speybroeck, V.; Waroquier, M. J. Chem. Theory Comput. 2013, 9, 2221-2225.
46. Bultinck, P.; Cooper, D. L.; Van Neck, D. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 3424-3429.
47. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1988, 88, 2547-2553.
48. Velde, G. T.; Baerends, E. J. J. Comput. Phys. 1992, 99, 84-98.
49. Manz, T. A.; Sholl, D. S. J. Comput. Chem. 2011, 7, 4146-4164.
50. Skylaris, C.-K.; Mostofi, A. A.; Haynes, P. D.; Dieguez, O.; Payne, M. C. Phys. Rev. B 2002, 66, 035119.
51. Mostofi, A. A.; Haynes, P. D.; Skylaris, C.-K.; Payne, M. C. J. Chem. Phys. 2003, 119, 8842-8848.
52. Ruiz-Serrano, A.; Hine, N. D. M.; Skylaris, C.-K. J. Chem. Phys. 2012, 136, 234101.
53. Marzari, N.; Vanderbilt, D.; Payne, M. C. Phys. Rev. Lett. 1997, 79, 1337-1340.
54. Ruiz-Serrano, A.; Skylaris, C.-K. J. Chem. Phys. 2013, 139, 054107.
55. Wilkinson, K.; Hine, N. D. M.; Skylaris, C.-K. J. Chem. Theory Comput. 2014, 10, 4782-4794.
56. Tkatchenko, A.; Scheffler, M. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 073005.
57. Tkatchenko, A.; DiStasio, R. A., Jr.; Car, R.; Scheffler, M. Phys. Rev. Lett. 2012, 108, 236402.
58. Manz, T. A.; Gabaldon Limas, N. Chargemol program for performing DDEC analysis. Available from http://ddec.sourceforge.net (accessed September 2013).
59. 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.01; Gaussian Inc.: Wallingford, CT, 2009.
60. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868.
61. Kleinman, L.; Bylander, D. M. Phys. Rev. Lett. 1982, 48, 1425-1428.
62. Hine, N. D. M.; Dziedzic, J.; Hayne, P. D.; Skylaris, C.-K. J. Chem. Phys. 2011, 135, 204103.
63. Cole, D. J.; O'Regan, D. D.; Payne, M. C. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 1448-1452.
64. Jorgensen, W. L.; Maxwell, D. S.; Tirado-Rives, J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 11225-11236.
65. Jorgensen, W. L.; Tirado-Rives, J. J. Comput. Chem. 2005, 26, 1689-1700.
66. Lide, D. R. CRC Handbook of Chemistry and Physics, 93rd ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, 2012; pp 9.45-9.51.
67. Udier-Blagović, M.; Morales De Tirado, P.; Pearlman, S. A.; Jorgensen, W. L. J. Comput. Chem. 2004, 108, 16264-16270.
68. Vilseck, J. Z.; Tirado-Rives, J.; Jorgensen, W. L. J. Chem. Theory Comput. 2014, 10, 2802-2812.
69. Dobrin, S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 12122-12129.
70. Li, L.; Larsen, A. H.; Romero, N. A.; Morozov, V. A.; Glinsvad, C.; Abild-Pedersen, F.; Greeley, J.; Jacobsen, K. W.; Norskov, J. K. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 222-226.
71. Smith, G. W.; Carter, E. A. J. Phys. Chem. 1991, 95, 2327-2339.
72. Tessler, N.; Medvedev, V.; Kazes, M.; Kan, S.; Banin, U. Science 2002, 295, 1506-1508.
73. Huynh, W. U.; Dittmer, J. J.; Alivisatos, A. P. Science 2002, 295, 2425-2427.
74. El-Sayed, M. A. Acc. Chem. Res. 2004, 37, 326-333.
75. Li, L.; Alivisatos, A. P. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 097402.
76. Avraam, P. W.; Hine, N. D. M.; Tangney, P.; Haynes, P. D. Phys. Rev. B 2011, 83, 241402.
77. Avraam, P. W.; Hine, N. D. M.; Tangney, P.; Haynes, P. D. Phys. Rev. B 2012, 85, 115404.
78. Hine, N. D. M.; Avraam, P. W.; Tangney, P.; Haynes, P. D. J. Phys. Conf. Ser. 2012, 367, 012002.
79. Weiss, J. J. Nature 1964, 203, 182-183.
80. Goddard, W. A., III; Olafson, B. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1975, 72, 2335-2339.
81. Chen, H.; Ikeda-Saito, M.; Shaik, S. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 14778-14790.
82. Wilson, S. A.; Kroll, T.; Decreau, R. A.; Lundberg, M.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 1124-1136.
83. Weber, C.; Cole, D. J.; O 'Regan, D. D.; Payne, M. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2014, 111, 5790-5795.
84. Weber, C.; O'Regan, D. D.; Hine, N. D. M.; Littlewood, P. B.; Kotliar, G.; Payne, M. C. Phys. Rev. Lett. 2013, 110, 106402.
85. Reed, A. E.; Weinhold, F. J. Chem. Phys. 1983, 78, 4066-4073.
86. Reed, A. E.; Weinstock, R. B.; Weinhold, F. J. Chem. Phys. 1985, 83, 735-746.
87. Glendening, E. D.; Badenhoop, J. K.; Reed, A. E.; Carpenter, J. E.; Bohmann, J. A.; Morales, C. M.; Weinhold, F. NBO 5.9; NBO 5.9 Manual; Theoretical Chemistry Institute, University of Wisconsin: Madison, WI. Accessed November 2013.
88. Scherlis, D. A.; Cococcioni, M.; Sit, P.; Marzari, N. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 7384-7391.
89. Momenteau, M.; Reed, C. A. Chem. Rev. 1994, 94, 659-698.
90. Jones, R. D.; Summerville, D. A.; Basolo, F. Chem. Rev. 1979, 79, 139-179.
91. Weber, C.; O'Regan, D. D.; Hine, N. D. M.; Payne, M. C.; Kotliar, G.; Littlewood, P. B. Phys. Rev. Lett. 2012, 108, 256402.
92. Georges, A.; Kotliar, G.; Krauth, W.; Rozenberg, M. J. Rev. Mod. Phys. 1996, 68, 13-125.
93. Tomczak, J. M.; Haule, K.; Kotliar, G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, 3243-3246.
94. Stone, A. J. Chem. Phys. Lett. 1981, 83, 233-239.