Insights into the Spin-State Transitions in [Fe(tpy)2]2+: Importance of the Terpyridine Rocking Motion

Inorganic Chemistry

Volumn 54, Issue 23, 2015, Pages 11259-11268

  Nance, James ^a   Bowman, David N ^a   Mukherjee, Sriparna ^a   Kelley, C T ^a   Jakubikova, Elena ^a  

^a NORTH CAROLINA STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84949459504     PISSN: 00201669     EISSN: 1520510X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.inorgchem.5b01747     Document Type: Article

References (91)

1. Ferrere, S. Inorg. Chim. Acta 2002, 329, 79-92 10.1016/S0020-1693(01)00743-5
2. Ferrere, S. Chem. Mater. 2000, 12, 1083-1089 10.1021/cm990713k
3. Yang, M.; Thompson, D. W.; Meyer, G. J. Inorg. Chem. 2002, 41, 1254-1262 10.1021/ic011069q
4. Yang, M.; Thompson, D. W.; Meyer, G. J. Inorg. Chem. 2000, 39, 3738-3739 10.1021/ic000415l
5. Monat, J. E.; McCusker, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 4092-4097 10.1021/ja992436o
6. Huse, N.; Cho, H.; Hong, K.; Jamula, L.; de Groot, F. M. F.; Kim, T. K.; McCusker, J. K.; Schoenlein, R. W. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 880-884 10.1021/jz200168m
7. Du, P.; Eisenberg, R. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 6012-6021 10.1039/c2ee03250c
8. Mara, M. W.; Bowman, D. N.; Buyukcakir, O.; Shelby, M. L.; Haldrup, K.; Huang, J.; Harpham, M. R.; Stickrath, A. B.; Zhang, X.; Stoddart, J. F.; Coskun, A.; Jakubikova, E.; Chen, L. X. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 9670 10.1021/jacs.5b04612
9. Constable, E. C.; Hernandez Redondo, A.; Housecroft, C. E.; Neuburger, M.; Schaffner, S. Dalt. Trans. 2009, 6634-6644 10.1039/b901346f
10. Lu, X.; Wei, S.; Wu, C. L.; Li, S.; Guo, W. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 3753-3761 10.1021/jp111325y
11. Hagfeldt, A.; Boschloo, G.; Sun, L.; Kloo, L.; Pettersson, H. Chem. Rev. 2010, 110, 6595-6663 10.1021/cr900356p
12. Grätzel, M. Inorg. Chem. 2005, 44, 6841-6851 10.1021/ic0508371
13. Hagfeldt, A.; Grätzel, M. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 269-277 10.1021/ar980112j
14. Treadway, J. A.; Moss, J. A.; Meyer, T. J. Inorg. Chem. 1999, 38, 4386-4387 10.1021/ic990466m
15. Ardo, S.; Meyer, G. J. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 115-164 10.1039/B804321N
16. Gütlich, P.; Garcia, Y.; Woike, T. Coord. Chem. Rev. 2001, 219-221, 839-879 10.1016/S0010-8545(01)00381-2
17. Létard, J. F.; Guionneau, P.; Goux-Capes, L. Spin Crossover in Transition Metal Compounds III; Springer: New York, 2004; Vol. 1, pp 1-19.
18. Juban, E. A.; Smeigh, A. L.; Monat, J. E.; McCusker, J. K. Coord. Chem. Rev. 2006, 250, 1783-1791 10.1016/j.ccr.2006.02.010
19. Osterman, T.; Abrahamsson, M.; Becker, H.-C.; Hammarström, L.; Persson, P. J. Phys. Chem. A 2012, 116, 1041-1050 10.1021/jp207044a
20. Robson, K.; Koivisto, B.; Yella, A.; Sporinova, B.; Nazeeruddin, M. K.; Baumgartner, T.; Grätzel, M.; Berlinguette, C. P. Inorg. Chem. 2011, 50, 5494-5508 10.1021/ic200011m
21. Anderson, N. A.; Lian, T. Coord. Chem. Rev. 2004, 248, 1231-1246 10.1016/j.ccr.2004.03.029
22. Mukherjee, S.; Bowman, D. N.; Jakubikova, E. Inorg. Chem. 2015, 54, 560-569 10.1021/ic502438g
23. Smeigh, A. L.; Creelman, M.; Mathies, R. A.; McCusker, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 14105-14107 10.1021/ja805949s
24. Auböck, G.; Chergui, M. Nat. Chem. 2015, 7, 629-633 10.1038/nchem.2305
25. Gawelda, W.; Cannizzo, A.; Pham, V.-T.; van Mourik, F.; Bressler, C.; Chergui, M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8199-8206 10.1021/ja070454x
26. Bressler, C.; Milne, C.; Pham, V.-T.; Elnahhas, A.; van der Veen, R. M.; Gawelda, W.; Johnson, S.; Beaud, P.; Grolimund, D.; Kaiser, M.; Borca, C. N.; Ingold, G.; Abela, R.; Chergui, M. Science 2009, 323, 489-492 10.1126/science.1165733
27. de Graaf, C.; Sousa, C. Int. J. Quantum Chem. 2011, 111, 3385-3393 10.1002/qua.22991
28. Van Veenendaal, M.; Chang, J.; Fedro, A. J. Phys. Rev. Lett. 2010, 104, 067401 10.1103/PhysRevLett.104.067401
29. Chang, J.; Fedro, A. J.; van Veenendaal, M. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2010, 82, 075124 10.1103/PhysRevB.82.075124
30. Zhang, W.; Alonso-Mori, R.; Bergmann, U.; Bressler, C.; Chollet, M.; Galler, A.; Gawelda, W.; Hadt, R. G.; Hartsock, R. W.; Kroll, T.; Kjaer, K. S.; Kubicek, K.; Lemke, H. T.; Liang, H. W.; Meyer, D. A.; Nielsen, M. M.; Purser, C.; Robinson, J. S.; Solomon, E. I.; Sun, Z.; Sokaras, D.; van Driel, T. B.; Vankó, G.; Weng, T.-C.; Zhu, D.; Gaffney, K. J. Nature 2014, 509, 345-348 10.1038/nature13252
31. de Graaf, C.; Sousa, C. Chem.-Eur. J. 2010, 16, 4550-4556 10.1002/chem.200903423
32. Sousa, C.; de Graaf, C.; Rudavskyi, A.; Broer, R.; Tatchen, J.; Etinski, M.; Marian, C. M. Chem.-Eur. J. 2013, 19, 17541-17551 10.1002/chem.201302992
33. Rudavskyi, A.; Sousa, C.; de Graaf, C.; Havenith, R. W. a; Broer, R. J. Chem. Phys. 2014, 140, 184318 10.1063/1.4875695
34. Vankó, G.; Bordage, A.; Pápai, M.; Haldrup, K.; Glatzel, P.; March, A. M.; Doumy, G.; Britz, A.; Galler, A.; Assefa, T. A.; Cabaret, D.; Juhin, A.; van Driel, T. B.; Kjær, K. S.; Dohn, A.; Møller, K. B.; Lemke, H. T.; Gallo, E.; Rovezzi, M.; Németh, Z.; Rozsályi, E.; Rozgonyi, T.; Uhlig, J.; Sundström, V.; Nielsen, M. M.; Young, L.; Southworth, S. H.; Bressler, C.; Gawelda, W. J. Phys. Chem. C 2015, 119, 5888-5902 10.1021/acs.jpcc.5b00557
35. Pápai, M.; Vankó, G.; de Graaf, C.; Rozgonyi, T. J. Chem. Theory Comput. 2013, 9, 509-519 10.1021/ct300932n
36. Ordejon, B.; de Graaf, C.; Sousa, C. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 13961-13968 10.1021/ja804506h
37. Zhang, X.; Lawson Daku, M. L.; Zhang, J.; Suarez-Alcantara, K.; Jennings, G.; Kurtz, C. a.; Canton, S. E. J. Phys. Chem. C 2015, 119, 3312-3321 10.1021/jp5117068
38. Fredin, L. A.; Pápai, M.; Rozsályi, E.; Vankó, G.; Wärnmark, K.; Sundström, V.; Persson, P. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 2066-2071 10.1021/jz500829w
39. Hauser, A.; Enachescu, C.; Daku, M. L. M. L.; Vargas, A.; Amstutz, N. Coord. Chem. Rev. 2006, 250, 1642-1652 10.1016/j.ccr.2005.12.006
40. Purcell, K. F. J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 5147-5152 10.1021/ja00512a005
41. Edwards, M. P.; Hoff, C. D.; Curnutte, B.; Eck, J. S.; Purcell, K. F. Inorg. Chem. 1984, 23, 2613-2619 10.1021/ic00185a015
42. Vanquickenborne, L. G.; Pierloot, K. Inorg. Chem. 1981, 20, 3673-3677 10.1021/ic50225a018
43. Christiansen, L.; Hendrickson, D. N.; Toftlund, H.; Wilson, S. R.; Xie, C. L. Inorg. Chem. 1986, 25, 2813-2818 10.1021/ic00236a031
44. McCusker, J. K.; Rheingold, A. L.; Hendrickson, D. N. Inorg. Chem. 1996, 35, 2100-2112 10.1021/ic9507880
45. Smolyak, S. Sov. Math. Dokl. 1963, 4, 240-243
46. Barthelmann, V.; Novak, E.; Ritter, K. Adv. Comp. Math. 2000, 12, 273-288 10.1023/A:1018977404843
47. Nance, J.; Jakubikova, E.; Kelley, C. T. J. Chem. Theory Comput. 2014, 10, 2942-2949 10.1021/ct5004669
48. Nance, J.; Kelley, C. T. SIAM J. Sci. Comput. 2015, 37-5, S137-S156 10.1137/140965284
49. Yarkony, D. R. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 5406-5411 10.1021/ja00039a061
50. Yarkony, D. R. J. Phys. Chem. 1993, 97, 4407-4412 10.1021/j100119a026
51. Bearpark, M. J.; Robb, M. A.; Schlegel, H. B. Chem. Phys. Lett. 1994, 223, 269-274 10.1016/0009-2614(94)00433-1
52. Bungartz, H.-J.; Griebel, M. Acta Numer. 2004, 13, 1-123
53. Wasilkowski, G. W.; Wozniakowski, H. J. Complex. 1995, 11, 1-56 10.1006/jcom.1995.1001
54. Novak, E.; Ritter, K. Constr. Approx. 1999, 15, 499-522 10.1007/s003659900119
55. Harvey, J. N.; Aschi, M.; Schwarz, H.; Koch, W. Theor. Chem. Acc. 1998, 99, 95-99 10.1007/s002140050309
56. Harvey, J. N. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 331-343 10.1039/B614390C
57. Harvey, J. N. Wiley Interdiscip. Rev. Comput. Mol. Sci. 2014, 4, 1-14 10.1002/wcms.1154
58. Chachiyo, T.; Rodriguez, J. H. J. Chem. Phys. 2005, 123, 094711 10.1063/1.2007708
59. Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623-11627 10.1021/j100096a001
60. Kim, K.; Jordan, K. D. J. Phys. Chem. 1994, 98, 10089-10094 10.1021/j100091a024
61. Kaupp, M.; Schleyer, P. V. R.; Stoll, H.; Preuss, H. J. Chem. Phys. 1991, 94, 1360-1366 10.1063/1.459993
62. Krishnan, R.; Binkley, J. S.; Seeger, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1980, 72, 650-654 10.1063/1.438955
63. Bowman, D. N.; Jakubikova, E. Inorg. Chem. 2012, 51, 6011-6019 10.1021/ic202344w
64. Grimme, S. J. Comput. Chem. 2006, 27, 1787-1799 10.1002/jcc.20495
65. Dixon, I. M.; Khan, S.; Alary, F.; Boggio-Pasqua, M.; Heully, J.-L. Dalton Trans. 2014, 43, 15898-15905 10.1039/C4DT01939C
66. Austin, A.; Petersson, G. A.; Frisch, M. J.; Dobek, F. J.; Scalmani, G.; Throssell, K. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 4989-5007 10.1021/ct300778e
67. Scalmani, G.; Frisch, M. J. J. Chem. Phys. 2010, 132, 114110 10.1063/1.3359469
68. Runge, E.; Gross, E. K. U. Phys. Rev. Lett. 1984, 52, 997-1000 10.1103/PhysRevLett.52.997
69. Stratmann, R. E.; Scuseria, G. E.; Frisch, M. J. J. Chem. Phys. 1998, 109, 8218-8224 10.1063/1.477483
70. Casida, M. E.; Jamorski, C.; Casida, K. C.; Salahub, D. R. J. Chem. Phys. 1998, 108, 4439-4449 10.1063/1.475855
71. Bauernschmitt, R.; Ahlrichs, R. Chem. Phys. Lett. 1996, 256, 454-464 10.1016/0009-2614(96)00440-X
72. 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, Ö.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cioslowski, J.; Fox, D. J. Gaussian 09, revision D.01; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2009.
73. Löwdin, P.-O. Phys. Rev. 1955, 97, 1474-1489 10.1103/PhysRev.97.1474
74. Reiher, M.; Salomon, O.; Artur Hess, B. Theor. Chem. Acc. 2001, 107, 48-55 10.1007/s00214-001-0300-3
75. Salomon, O.; Reiher, M.; Hess, B. A. J. Chem. Phys. 2002, 117, 4729-4737 10.1063/1.1493179
76. Laine, P.; Gourdon, A.; Launay, J. P. Inorg. Chem. 1995, 34, 5156-5165 10.1021/ic00125a012
77. Oshio, H.; Spiering, H.; Ksenofontov, V.; Renz, F.; Gütlich, P. Inorg. Chem. 2001, 40, 1143-1150 10.1021/ic000714a
78. Tershansy, M. a.; Goforth, A. M.; Peterson, L.; Burns, M. C.; Smith, M. D.; zur Loye, H.-C. Solid State Sci. 2007, 9, 895-906 10.1016/j.solidstatesciences.2007.06.018
79. Ovens, J. S.; Geisheimer, A. R.; Bokov, A. a.; Ye, Z. G.; Leznoff, D. B. Inorg. Chem. 2010, 49, 9609-9616 10.1021/ic101357y
80. Kabir, K.; Tobita, H.; Matsuo, H.; Nagayoshi, K.; Yamada, K.; Adachi, K.; Sugiyama, Y.; Kitagawa, S.; Kawata, S. Cryst. Growth Des. 2003, 3, 791-798 10.1021/cg0340392
81. Danjo, H.; Hirata, K.; Noda, M.; Uchiyama, S.; Fukui, K.; Kawahata, M.; Azumaya, I.; Yamaguchi, K.; Miyazawa, T. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 15556-15558 10.1021/ja1084964
82. Baker, A. T.; Goodwin, H. A. Aust. J. Chem. 1985, 38, 207-214 10.1071/CH9850207
83. Nakayama, Y.; Baba, Y.; Yasuda, H.; Kawakita, K.; Ueyama, N. Macromolecules 2003, 36, 7953-7958 10.1021/ma0300802
84. Lin, H.-J.; Siretanu, D.; Dickie, D. A.; Subedi, D.; Scepaniak, J. J.; Mitcov, D.; Clérac, R.; Smith, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 13326-13332 10.1021/ja506425a
85. Vallett, P. J.; Damrauer, N. H. J. Phys. Chem. A 2013, 117, 6489-6507 10.1021/jp404248z
86. McCusker, J. K.; Walda, K. N.; Dunn, R. C.; Simon, J. D.; Magde, D.; Hendrickson, D. N. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 298-307 10.1021/ja00054a043
87. Consani, C.; Prémont-Schwarz, M.; Elnahhas, A.; Bressler, C.; van Mourik, F.; Cannizzo, A.; Chergui, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 7184-7187 10.1002/anie.200902728
88. Liu, Y.; Harlang, T.; Canton, S. E.; Chabera, P.; Suarez-Alcantara, K.; Fleckhaus, A.; Vithanage, D. A.; Goransson, E.; Corani, A.; Lomoth, R.; Sundström, V.; Wärnmark, K. Chem. Commun. 2013, 49, 6412-6414 10.1039/c3cc43833c
89. Guionneau, P.; Marchivie, M.; Bravic, G.; Létard, J.-F.; Chasseau, D. Spin Crossover in Transition Metal Compounds II; Springer: Berlin, 2004; Vol. 234, pp 97-128.
90. Halder, G. J.; Kepert, C. J.; Moubaraki, B.; Murray, K. S.; Cashion, J. D. Science 2002, 298, 1762-1765 10.1126/science.1075948
91. Bartual-Murgui, C.; Salmon, L.; Akou, A.; Ortega-Villar, N. A.; Shepherd, H. J.; Muñoz, M. C.; Molnár, G.; Real, J. A.; Bousseksou, A. Chem.-Eur. J. 2012, 18, 507-516 10.1002/chem.201102357