Electronic structure of Ni2E2 complexes (E = S, Se, Te) and a global analysis of M2E2 compounds: A case for quantized E2n - oxidation levels with n = 2, 3, or 4

Journal of the American Chemical Society

Volumn 137, Issue 15, 2015, Pages 4993-5011

  Yao, Shu A ^a   Martin Diaconescu, Vlad ^b   Infante, Ivan ^c   Lancaster, Kyle M ^d   Götz, Andreas W ^e   Debeer, Serena ^b,d   Berry, John F ^a  

^a UNIVERSITY OF WISCONSIN MADISON   (United States)

^b MAX PLANCK INSTITUTE FOR CHEMICAL ENERGY CONVERSION   (Germany)

^c UNIVERSITY OF THE BASQUE COUNTRY UPV EHU   (Spain)

^d Department of Obstetrics Gynecology   (United States)

^e UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHEMICAL BONDS; COMPUTATION THEORY; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTRONIC STRUCTURE; LIGANDS; ORGANOMETALLICS; REDUCTION; X RAY ABSORPTION SPECTROSCOPY; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

BONDING INTERACTIONS; CAMBRIDGE STRUCTURAL DATABASES; COVALENT BONDING; EXPERIMENTAL EVIDENCE; GLOBAL ANALYSIS; MULTIREFERENCE METHODS; ONE-ELECTRON REDUCTIONS; OXIDATION STATE;

X RAY CRYSTALLOGRAPHY;

ESTRADIOL; SELENIUM; NICKEL; SULFUR; TELLURIUM;

AB INITIO CALCULATION; ARTICLE; CHEMICAL BINDING; CHEMICAL STRUCTURE; DATA BASE; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; MOLECULAR INTERACTION; OXIDATION; REDUCTION KINETICS; X RAY ABSORPTION SPECTROSCOPY; X RAY CRYSTALLOGRAPHY; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY; CHEMISTRY; ELECTRON; OXIDATION REDUCTION REACTION; QUANTUM THEORY;

ELECTRONS; MOLECULAR STRUCTURE; NICKEL; OXIDATION-REDUCTION; QUANTUM THEORY; SELENIUM; SULFUR; TELLURIUM;

EID: 84928473496     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja511607j     Document Type: Article

References (142)

1. Agar, J. N.; Krebs, C.; Frazzon, J.; Huynh, B. H.; Dean, D. R.; Johnson, M. K. Biochemistry 2000, 39, 7856
2. Mattoussi, H.; Mauro, J. M.; Goldman, E. R.; Anderson, G. P.; Sundar, V. C.; Mikulec, F. V.; Bawendi, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12142
3. Park, J.-H.; Dorrestein, P. C.; Zhai, H.; Kinsland, C.; McLafferty, F. W.; Begley, T. P. Biochemistry 2003, 42, 12430
4. Yuvaniyama, P.; Agar, J. N.; Cash, V. L.; Johnson, M. K.; Dean, D. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2000, 97, 599
5. Nuttall, K. L. Med. Hypotheses 1987, 24, 217
6. Ye, L.; Yong, K.-T.; Liu, L.; Roy, I.; Hu, R.; Zhu, J.; Cai, H.; Law, W.-C.; Liu, J.; Wang, K.; Liu, J.; Liu, Y.; Hu, Y.; Zhang, X.; Swihart, M. T.; Prasad, P. N. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 453
7. Pearce, C. I.; Pattrick, R. A. D.; Law, N.; Charnock, J. M.; Coker, V. S.; Fellowes, J. W.; Oremland, R. S.; Lloyd, J. R. Environ. Technol. 2009, 30, 1313
8. Borg, O.; Hammer, N.; Enger, B. C.; Myrstad, R.; Lindvag, O. A.; Eri, S.; Skagseth, T. H.; Rytter, E. J. Catal. 2011, 279, 163
9. Hansen, L. P.; Ramasse, Q. M.; Kisielowski, C.; Brorson, M.; Johnson, E.; Topsoe, H.; Helveg, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 10153
10. Pashigreva, A. V.; Klimov, O. V.; Bukhtiyarova, G. A.; Kochubey, D. I.; Prosvirin, I. P.; Chesalov, Y. A.; Zaikovskii, V. I.; Noskov, A. S. Catal. Today 2010, 150, 164
11. Halbert, T. R.; McGauley, K.; Pan, W. H.; Czernuszewicz, R. S.; Stiefel, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 1849
12. Meneses, A. B.; Antonello, S.; Arevalo, M. C.; Gonzalez, C. C.; Sharma, J.; Wallette, A. N.; Workentin, M. S.; Maran, F. Chem.-Eur. J. 2007, 13, 7983
13. Sweeney, Z. K.; Polse, J. L.; Bergman, R. G.; Andersen, R. A. Organometallics 1999, 18, 5502
14. Bergwerff, J. A.; Jansen, M.; Leliveld, B. G.; Visser, T.; de Jong, K. P.; Weckhuysen, B. M. J. Catal. 2006, 243, 292
15. Karunadasa, H. I.; Montalvo, E.; Sun, Y.; Majda, M.; Long, J. R.; Chang, C. J. Science 2012, 335, 698
16. Kim, M. S.; Rodriguez, N. M.; Baker, R. T. K. J. Catal. 1993, 143, 449
17. Lecrenay, E.; Sakanishi, K.; Mochida, I. Catal. Today 1997, 39, 13
18. Raybaud, P.; Hafner, J.; Kresse, G.; Kasztelan, S.; Toulhoat, H. J. Catal. 2000, 189, 129
19. Wang, X.; Wang, X.; Guo, H.; Wang, Z.; Ding, K. Chem.-Eur. J. 2005, 11, 4078
20. Vrinat, M.; Lacroix, M.; Breysse, M.; Mosoni, L.; Roubin, M. Catal. Lett. 1989, 3, 405
21. Alonso-Vante, N.; Schubert, B.; Tributsch, H. Mater. Chem. Phys. 1989, 22, 281
22. Somasundaram, S.; Chenthamarakshan, C. R.; de Tacconi, N. R.; Ming, Y.; Rajeshwar, K. Chem. Mater. 2004, 16, 3846
23. Fischer, C.; Alonso-Vante, N.; Fiechter, S.; Tributsch, H. J. Appl. Electrochem. 1995, 25, 1004
24. Kadlag, K. P.; Rao, M. J.; Nag, A. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 1676
25. Leventis, H. C.; King, S. P.; Sudlow, A.; Hill, M. S.; Molloy, K. C.; Haque, S. A. Nano Lett. 2010, 10, 1253
26. Osakada, K.; Taniguchi, A.; Kubota, E.; Dev, S.; Tanaka, K.; Kubota, K.; Yamamoto, T. Chem. Mater. 1992, 4, 562
27. Chivers, T.; Ritch, J. S.; Robertson, S. D.; Konu, J.; Tuononen, H. M. Acc. Chem. Res. 2010, 43, 1053
28. Rao, D. N. R.; Symons, M. C. R.; Wren, B. W. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1984, 1681
29. Jeong, S.; Yoo, D.; Jang, J.-t.; Kim, M.; Cheon, J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 18233
30. Lai, C.-H.; Lu, M.-Y.; Chen, L.-J. J. Mater. Chem. 2012, 22, 19
31. Li, B.; Xie, Y.; Xue, Y. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 12181
32. Slocik, J. M.; Moore, J. T.; Wright, D. W. Nano Lett. 2002, 2, 169
33. Zhang, F.; Wong, S. S. Chem. Mater. 2009, 21, 4541
34. Noh, J.; Murase, T.; Nakajima, K.; Lee, H.; Hara, M. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 7411
35. Alberola, A.; Llusar, R.; Triguero, S.; Vicent, C.; Sokolov, M. N.; Gomez-Garcia, C. J. Mater. Chem. 2007, 17, 3440
36. Nagata, K.; Naruta, Y.; Yakiyama, M.; Narita, Y.; Yakeyama, M.; Osada, K. Polyacene compound for organic semiconductor thin film used for organic semiconductor element and transistor, has specific structure. WO2005080304-A1, 2005.
37. Ho, W.; Yu, J. C.; Lin, J.; Yu, J.; Li, P. Langmuir 2004, 20, 5865
38. Joo, J.; Na, H. B.; Yu, T.; Yu, J. H.; Kim, Y. W.; Wu, F.; Zhang, J. Z.; Hyeon, T. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 11100
39. Sun, Z.; Yang, Z.; Zhou, J.; Yeung, M. H.; Ni, W.; Wu, H.; Wang, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 2881
40. Vogel, R.; Hoyer, P.; Weller, H. J. Phys. Chem. 1994, 98, 3183
41. Li, J.; Liszewski, Y. Y.; MacAdams, L. A.; Chen, F.; Mulley, S.; Proserpio, D. M. Chem. Mater. 1996, 8, 598
42. Mitzi, D. B.; Copel, M.; Murray, C. E. Adv. Mater. 2006, 18, 2448
43. Ritch, J. S.; Chivers, T.; Afzaal, M.; O'Brien, P. Chem. Soc. Rev. 2007, 36, 1622
44. Tablero, C. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2006, 90, 588
45. Antonello, S.; Daasbjerg, K.; Jensen, H.; Taddei, F.; Maran, F. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 14905
46. Hoffman, M. Z.; Hayon, E. J. Am. Chem. Soc. 1972, 94, 7950
47. Modelli, A.; Jones, D. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 10219
48. Carles, S.; Lecomte, F.; Schermann, J. P.; Desfrançois, C.; Xu, S.; Nilles, J. M.; Bowen, K. H.; Bergès, J.; Houée-Levin, C. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 5622
49. Wenska, G.; Filipiak, P.; Asmus, K.-D.; Bobrowski, K.; Koput, J.; Marciniak, B. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 10045
50. Gauduel, Y.; Marignier, J. L.; Belloni, J.; Gelabert, H. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 8979
51. Cremonini, M. A.; Lunazzi, L.; Placucci, G. J. Org. Chem. 1993, 58, 3805
52. Tung, T.-L.; Stone, J. A. Can. J. Chem. 1975, 53, 3153
53. Klein, D. L.; Roth, R.; Lim, A. K. L.; Alivisatos, A. P.; McEuen, P. L. Nature 1997, 389, 699
54. Asmus, K. D. Acc. Chem. Res. 1979, 12, 436
55. Musker, W. K. Acc. Chem. Res. 1980, 13, 200
56. Zhang, S.; Wang, S.; Su, Y.; Qiu, Y.; Zhang, Z.; Wang, X. Nat. Commun. 2014, 5, 4127
57. Zhang, S.; Wang, X.; Sui, Y.; Wang, X. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 14666
58. Berry, J. F. Chem.-Eur. J. 2010, 16, 2719
59. Pyykko, P.; Atsumi, M. Chem.-Eur. J. 2009, 15, 186
60. Alvarez, S. Dalton Trans. 2013, 42, 8617
61. Terzis, A.; Rivest, R. Inorg. Chem. 1973, 12, 2132
62. Elder, R. C.; Trkula, M. Inorg. Chem. 1977, 16, 1048
63. York, J. T.; Brown, E. C.; Tolman, W. B. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 7745
64. Yao, S.; Milsmann, C.; Bill, E.; Wieghardt, K.; Driess, M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 13536
65. Franke, S. M.; Heinemann, F. W.; Meyer, K. Chem. Sci. 2014, 5, 942
66. Camp, C.; Antunes, M. A.; Garcia, G.; Ciofini, I.; Santos, I. C.; Pecaut, J.; Almeida, M.; Marcalo, J.; Mazzanti, M. Chem. Sci. 2014, 5, 841
67. Yao, S. L.; Xiong, Y.; Zhang, X. H.; Schlangen, M.; Schwarz, H.; Milsmann, C.; Driess, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 4551
68. Yao, S. A.; Lancaster, K. M.; Gotz, A. W.; DeBeer, S.; Berry, J. F. Chem.-Eur. J. 2012, 18, 9179
69. Brown, E. C.; York, J. T.; Antholine, W. E.; Ruiz, E.; Alvarez, S.; Tolman, W. B. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 13752
70. Alvarez, S.; Hoffmann, R.; Mealli, C. Chem.-Eur. J. 2009, 15, 8358
71. Neese, F. J. Phys. Chem. Solids 2004, 65, 781
72. Sarangi, R.; Yang, L.; Winikoff, S. G.; Gagliardi, L.; Cramer, C. J.; Tolman, W. B.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 17180
73. Ponec, R.; Ramos-Cordoba, E.; Salvador, P. J. Phys. Chem. A 2013, 117, 1975
74. Vidossich, P.; Lledos, A. Dalton Trans. 2014, 11145
75. Yao, S.; Hrobárik, P.; Meier, F.; Rudolph, R.; Bill, E.; Irran, E.; Kaupp, M.; Driess, M. Chem.-Eur. J. 2013, 19, 1246
76. Sitzmann, H.; Saurenz, D.; Wolmershauser, G.; Klein, A.; Boese, R. Organometallics 2001, 20, 700
77. Schär, M.; Saurenz, D.; Zimmer, F.; Schädlich, I.; Wolmershäuser, G.; Demeshko, S.; Meyer, F.; Sitzmann, H.; Heigl, O. M.; Köhler, F. H. Organometallics 2013, 32, 6298
78. Yao, S. A.; Corcos, A. R.; Infante, I.; Hillard, E. A.; Clerac, R. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 13538
79. Song, L. C.; Cheng, H. W.; Chen, X.; Hu, Q. M. Eur. J. Inorg. Chem. 2004, 3147
80. Shin, J. H.; Savage, W.; Murphy, V. J.; Bonanno, J. B.; Churchill, D. G.; Parkin, G. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2001, 1732
81. Song, L. C.; Cheng, H. W.; Hu, Q. M. J. Organomet. Chem. 2004, 689, 1849
82. Lesch, D. A.; Rauchfuss, T. B. Inorg. Chem. 1981, 20, 3583
83. Lesch, D. A.; Rauchfuss, T. B. Inorg. Chem. 1983, 22, 1854
84. McConnachie, J. M.; Ansari, M. A.; Ibers, J. A. Inorg. Chim. Acta 1992, 198, 85
85. Kato, S.; Niyomura, O.; Kawahara, Y.; Kanda, T. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1999, 1677
86. Robertson, S. D.; Chivers, T. Dalton Trans. 2008, 1765
87. Berry, J. F.; Bill, E.; Bothe, E.; George, S. D.; Mienert, B.; Neese, F.; Wieghardt, K. Science 2006, 312, 1937
88. Kornecki, K. P.; Briones, J. F.; Boyarskikh, V.; Fullilove, F.; Autschbach, J.; Schrote, K. E.; Lancaster, K. M.; Davies, H. M. L.; Berry, J. F. Science 2013, 342, 351
89. DeBeer, S.; Neese, F. Inorg. Chem. 2010, 49, 1849
90. DeBeer, S.; Sarangi, R.; Rudd, D. J.; Szilagyi, R. K.; Ribas, X.; Rovira, C.; Almeida, M.; Hodgson, K. O.; Hedman, B.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 2316
91. Lancaster, K. M.; Roemelt, M.; Ettenhuber, P.; Hu, Y.; Ribbe, M. W.; Neese, F.; Bergmann, U.; DeBeer, S. Science 2011, 334, 974
92. Ray, K.; Petrenko, T.; Wieghardt, K.; Neese, F. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2007, 1552
93. Solomon, E. I.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Dey, A.; Szilagyi, R. K. Coord. Chem. Rev. 2005, 249, 97
94. Sarangi, R.; York, J. T.; Helton, M. E.; Fujisawa, K.; Karlin, K. D.; Tolman, W. B.; Hodgson, K. O.; Hedman, B.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2007, 130, 676
95. Martin-Diaconescu, V.; Kennepohl, P. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 3034
96. Colpas, G. J.; Maroney, M. J.; Bagyinka, C.; Kumar, M.; Willis, W. S.; Suib, S. L.; Mascharak, P. K.; Baidya, N. Inorg. Chem. 1991, 30, 920
97. Kau, L. S.; Spira-Solomon, D. J.; Penner-Hahn, J. E.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 6433
98. Sarangi, R.; George, S. D.; Rudd, D. J.; Szilagyi, R. K.; Ribas, X.; Rovira, C.; Almeida, M.; Hodgson, K. O.; Hedman, B.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 2316
99. Moulder, J. F.; Stickle, W. F.; Sobol, P. E.; Bomben, K. D. Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy; Perkin-Elmer Corporation: Eden Prairie, MN, 1992.
100. Desrochers, P. J.; Nebesny, K. W.; LaBarre, M. J.; Bruck, M. A.; Neilson, G. F.; Sperline, R. P.; Enemark, J. H.; Backes, G.; Wieghardt, K. Inorg. Chem. 1994, 33, 15
101. Nippe, M.; Goodman, S. M.; Fry, C. G.; Berry, J. F. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 2856
102. Feltham, R. D.; Brant, P. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 641
103. Muller, A.; Jaegermann, W. Inorg. Chem. 1979, 18, 2631
104. Rolfe, J. J. Chem. Phys. 1968, 49, 4193
105. Yee, K. K.; Rogstad, A.; Barrow, R. F. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 2 1972, 68, 1808
106. Mulliken, R. S. J. Chem. Phys. 1955, 23, 1833
107. Guerra, C. F.; Handgraaf, J.-W.; Baerends, E. J.; Bickelhaupt, F. M. J. Comput. Chem. 2004, 25, 189
108. Bader, R. F. W. Chem. Phys. Lett. 2009, 472, 149
109. Williams, V. A.; Hulley, E. B.; Wolczanski, P. T.; Lancaster, K. M.; Lobkovsky, E. B. Chem. Sci. 2013, 4, 3636
110. Dumont, é.; Loos, P.-F.; Assfeld, X. Chem. Phys. Lett. 2008, 458, 276
111. Holland, P. L. Dalton Trans. 2010, 39, 5415
112. Scoles, L.; Gambarotta, S. Inorg. Chim. Acta 1995, 235, 375
113. Firth, A. V.; Stephan, D. W. Organometallics 1997, 16, 2183
114. Hagadorn, J. R.; Arnold, J. Organometallics 1998, 17, 1355
115. Firth, A. V.; Witt, E.; Stephan, D. W. Organometallics 1998, 17, 3716
116. Guiducci, A. E.; Boyd, C. L.; Mountford, P. Organometallics 2006, 25, 1167
117. Klein, H.-F.; Gass, M.; Koch, U.; Eisenmann, B.; Schafer, H. Z. Naturforsch., B: J. Chem. Sci. 1988, 43, 830
118. Pleus, R. J.; Waden, H.; Saak, W.; Haase, D.; Pohl, S. Dalton Trans. 1999, 2601
119. Iluc, M. V.; Laskowaki, C. A.; Brozek, C. K.; Harrold, N. D.; Hillhouse, G. L. Inorg. Chem. 2010, 49, 6817
120. Yamada, N.; Furukawa, M.; Nishi, M.; Takata, T. Chem. Lett. 2002, 4, 454
121. Thompson, D. P.; Boudjouk, P. J. Org. Chem. 1988, 53, 2109
122. Dehmlow, E. V.; Bollmann, C. Z. Naturforsch., B: J. Chem. Sci. 1993, 48, 457
123. SMART; Bruker AXS Inc., Madison, WI, 2007.
124. Wojdyr, M. Fityk; 0.9.3 ed., 2009.
125. Webb, S. M. Phys. Scr. 2005, T115, 1011
126. Ravel, B.; Newville, M. J. Synchrotron Radiat. 2005, 12, 537
127. Neese, F.; Becker, U.; Ganyushin, D.; Liakos, D. G.; Kossmann, S.; Petrenko, T.; Riplinger, C.; Wennmohs, F. ORCA, 2.8.0 ed.; University of Bonn, Bonn, 2009.
128. Perdew, J. P.; Yue, W. Phys. Rev. B 1986, 33, 8800
129. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 1372
130. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098
131. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648
132. Lee, C. T.; Yang, W. T.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785
133. Bickelhaupt, F. M.; Velde, G. T.; Baerends, E. J.; Guerra, C. F.; Van Gisbergen, S. J. A.; Snijders, J. G.; Ziegler, T. J. Comput. Chem. 2001, 22, 931
134. ADF; Vrije Universiteit, Amsterdam, The Netherlands, 2010.
135. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 1396
136. Schreckenbach, G.; Ziegler, T. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 3388
137. Patchkovskii, S.; Ziegler, T. J. Chem. Phys. 1999, 111, 5730
138. Kafafi, S. A. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 10404
139. Schafer, A.; Huber, C.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1994, 100, 5829
140. Flükiger, P.; Lüthi, H. P.; Portmann, S.; Weber, J. MOLEKEL, 4.0 ed.; Swiss Center for Scientific Computing: Manno, Switzerland, 2000.
141. Vanlenthe, E.; Baerends, E. J.; Snijders, J. G. J. Chem. Phys. 1993, 99, 4597
142. Aquilante, F.; Pedersen, T. B.; Veryazov, V.; Lindh, R. Wiley Interdiscip. Rev.: Comput. Mol. Sci. 2013, 3, 143