Influence of explicit hydration waters in calculating the hydrolysis constants for geochemically relevant metals

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 114, Issue 4, 2010, Pages 1917-1925

  Wander, Matthew C F ^a   Rustad, James R ^a   Casey, William H ^a  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHROMIUM; MANGANESE; MANGANESE COMPOUNDS; METAL IONS; SOLVATION;

CLUSTER APPROXIMATION; DFT CALCULATION; HYDRATION STRUCTURE; HYDRATION WATER; HYDROLYSIS CONSTANT; SOLVATION MODELS; SOLVATION SHELL; WATER MOLECULE;

HYDRATION;

EID: 84961979264     PISSN: 10895639     EISSN: 15205215     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp908938p     Document Type: Article

References (72)

1. Hiemstra, T.; Van Riemsdijk, W. H.; Bolt, G. H. J. Colloid Interface Sci. 1989, 133, 91.
2. Bickmore, B. R.; Tadanier, C. J.; Rosso, K. M. Geochim. Cosmochim. Acta 2004, 68, A121.
3. Bickmore, B. R.; Tadanier, C. J.; Rosso, K. M.; Monn, W. D.; Eggett, D. I., Geochim. Cosmochim. Acta 2004, 68, 2025.
4. Hiemstra, T.; De Wit, J. C. M.; Van Riemsdijk, W. H. J. Colloid Interface Sci. 1989, 133, 105.
5. Rustad, J. R.; Dixon, D. A.; Rosso, K. M.; Felmy, A. R. J. Am. Chem. Soc- 1999, 121, 3234.
6. Rustad, J. R.; Dixon, D. A. Clay Minerals Worskhop Lectures 2003, 12, 26.
7. Hay, B. P.; Castleton, K. J.; Rustad, J. R, Stability Constant Estimator User's Guide; PNNL Technical Report: Richland, WA, 1996.
8. Brown, P. I.; Sylva, R. N.; Ellis, J. J. Chem. Soc. Dalton Trans. 1985 723.
9. Yoon, R. H.; Salman, T.; Donnay, G. J. Colloid Interface Sci. 1979, 70, 483.
10. Parks, G. A. Chem.Rev. 1965, 65, 177.
11. Hiemstra, T.; Van Riemsdijk, W.H. j.Colloid Interface Sci. 1996, 779, 488.
12. Hiemstra, T.; Yong, H.; Van Riemsdijk, W. H. langmuir 1999, 15, 5942.
13. Yazyev, O. V.; Helm, L. Theo. Chem. Acc. 2006, 115, 190.
14. Kritayakornupong, C.; Plankensteiner, K.; Rode, B. M. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1576.
15. Sisley, M. J.; Jordan, R. B. Inore. Chem.. 2006, 45, 10758.
16. De Abreu, H. A.; Guimaraes, L.; Duarte, H. A. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 7713.
17. Kubicki, J. D. J. phys, Chem A 2001, 105, 8756.
18. Martin, R. L.; Hay, P. J.; Pratt, L. R. J. Phys. Chem. 1998, 102, 3565.
19. Martin, R. B. J. Inorg. Biochem. 1991, 44, 141.
20. Sipos, P. a.; Zeller, D.; Kuzmann, E. o.; V'ertes, A.; Homonnay, Z. a.; Walczak, M.; Canton, S. E.
21. Jang, Y. H.; Sowers, L. C.; Cagin, T.; Goddard, W. A. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 274.
22. Klamt, A.; Eckert, F.; Diedenhofen, M.; Beck, M. E. J. Phys. Chem. A 2003, 707, 9380.
23. Tissandier, M. D.; Cowen, K. A.; Feng, W. Y.; Ellen, Gundlach; Cohen, M. H.; Earhart, A. D.; Coe, J. V.; Thomas, R.; Turtle, J. J. Phys. Chem.. A 1998, 702, 7787.
24. Zhan, C. G; Dixon, D. A. J. Phys, Chem. A 2001, 705, 11534.
25. Liptak, M. D.; Shields, G. G J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 7314.
26. Kelly, C. P.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Phys, Chem. B 2006, 770, 16066.
27. Yang, W. J.; Qian, Z. S.; Miao, Q.; Wang, Y. J.; Bi, S. P. Phys. Chem, Chem, Phys. 2009, 77, 2396.
28. Rudolph, W. W.; Mason, R.; Pye, C. C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2000, 2, 5030.
29. Scott, J. R.; Groenewoid, G. S.; Gianotto, A. K.; Benson, M. T.; Wright, J. B. J. Phys. Chem.. A 2000, 704, 7079.
30. Tossell, J. A. Am. Mineral. 1999, 84, 1641.
31. Hofer, T. S.; Rudolf, B. R.; Rode, B. M. Chem. Phys. Lett. 2006, 422, 492.
32. Swaddle, T. W.; Rosenqvist, J. r.; Yu, P.; Bylaska, E.; Phillips, B. L.; Casey, W. H. Science 2005, 308, 1450.
33. Hanauer, H.; Puchta, R.; Clark, T.; van Eldik, R. Inorg. Chem. 2001,46, 1112.
34. Lippincott, E. R.; Psellos, J. A.; Tobin, M. C. j. Chem. Phys. 1952, 20, 536.
35. Brosset, G.; Biedermann, G.; Sillen, L. G. Acta Chim. Scand. 1954, 8, 1917.
36. Bylaska, E. J.; de Jong W. A.; Kowalski, K.; Straatsma, T. P.; Valiev M.; Wang, D.; Aprà, E.; Windus T. L.; Hirata, S.; Hackler, M. T.; Zhao Y.; Fan, P.-D.; Harrison, R. J.; Dupuis, M.; Smith, D. M. A; Nieplocha, J.; Tipparaju, V.; Krishnan M.; Auer, A. A; Nooijen, M. ; Brown E.; Cisneros, G.; Faim, G. I.; Frtichtl, H.; Garza, J.; Hirao, K.; Kendall, R.; Nichols, J. A.; Tsemekhman, K.; Wolinski, K.; Anchell, J.; Bernholdt, D.; Borowski P.; Clark, T.; Clerc, D.; Dachsel, H.; Deegan, M.; Dyall, K.; Élwood D.; Glendening, E.; Gutowski, M.; Hess, A.; Jaffe, J.; Johnson, B.; Ju, J.; Kobayashi, R.; Kutteh, R.; Lin, Z.; Littlefield, R.; Long, X.; Meng, B.; Nakajima, T.; Niu, S.; Pollack, L.; Rosing, M.; Sandrone, G.; Stave, M.; Taylor, H.; Thomas, G.; van Lenthe, J.; Wong, A.; Zhang, Z. NWChem, A Computational Chem. Package for Parallel Computers, Version 5.0 (2006), Pacific Northwest National Laboratory, Richland, Washington 99352-0999, USA. 2005.
37. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J., J. A. ; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. G; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennueci, 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.; Parkas, 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 D.2; ed. Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
38. Stevens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, G F.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623.
39. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
40. Krishnan, R.; Binkley, J. S.; Seeger, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1980, 72, 1980.
41. Clark, T.; Chandrasekhar, J.; Spitznagel, G. W.; Schleyer, P. V. R. J. Comput. Chem. 1983, 4, 294.
42. Francl, M. M.; Pietro, W. J.; Hehre, W. J.; Binkley, J. S.; Gordon, M. S.; DeFrees, D. J.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1982, 77, 3654.
43. Hehre, W. J.; Ditchfield, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1972, 56, 2257.
44. Weigend, F.; Ahlrichs, R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 3297.
45. Klamt, A.; Schüürmann, G. J. Chem. Soc.Perkin Trans. 2 1993, 2, 799.
46. Miertus, S.; Scrocco, E.; Tomasi, J. Chem. Phys. 1981, 55, 117.
47. Barone, V.; Cossi, M. J. Phys. Chem. A 1998, 702, 1995.
48. Mennucci, B.; Tomasi, J. J. Chem. Phys. 1997, 5151.
49. Mennucci, B.; Tomasi, J.; Cammi, R.; Cheeseman, J. R.; Frisch, M. J.;Devlin, F. J.; Gabriel, S.; Stephens, P. J. J. phys. Chem. A 2002, 706, 6102.
50. Tomasi, J.; Mennueci, B.; Cammi, R. Chem. Rev. 2005, 705, 2999.
51. coe, J. v. Chem. Phys. Lett. 1994, 229, 161.
52. Turtle, T. R., Jr.; Malaxos, S.; Coe, J. V. J. Phys. Chem. A 2002, 706, 925.
53. Tawa, G. J.; Topol, I. A.; Burt, S. K.; Caldwell, R. A.; Rashin, A. A. J., Chem. Phys. 1998, 709, 4852.
54. Palascak, M. W.; Shields, G. C. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 3692.
55. Donald, W. A.; Leib, R. D.; Demireva, M.; O'Brien, J. T.; Prell, J. S.; Williams, E. R. J. Am. Chem. Soc. 2009, In press.
56. Xantheas, S. S. J. Chem. Phys. 1994, 700, 7523.
57. Xantheas, S. S.; Apra, E. J. Chem. Phys. 120 2004, 720, 823.
58. Maheshwary, S.; Patel, N.; Sathyamurthy, N.; Kulkarni, A. D.; Gadre, S. R. J. Phys. Chem. A 2001, 705, 10525.
59. Wander, M. C. F.; Clark, A. E. Inorg. Chem. 2008, 47, 8233.
60. Furrer, G.; Phillips, B. L.; Ulrich, K.-U.; Pöthig, R.; Casey, W. H. Science 2002, 297, 2245.
61. Baes, C. F.; Mesmer, R. E. The Hydrolysis of Cations; John Wiley & Sons: New York, 1976.
62. Schwartzenbach, G.; Wenger, H. Helv. Chim. Acta 1969, 45, 2601.
63. Bietermann, G.; Ciavatta, L. Acta Chem, Scand. 1962, 16, 2221.
64. Nazarenko, V. A.; Antonovitch, V. P.; Nevskaya, E. M. Russ. J. Inorg. Chem. 1968, 13, 825.
65. Hedstom, B. O. A. Ark. Kemi 1953, 5, 457.
66. Sweeton, F. H.; Baes, C. F. J. Chem. Thermodyn. 1970, 2, 479.
67. Wells, C. F.; Davies, G. J. Chem. Soc. A 1967, 1858.
68. Kubota, H. Properties and Volumetric Determination of Aluminum Ion; University of Wisconsin: Madison, WI, 1956.
69. Harned, H. S.; Geary, G G. J. Am. Chem. Soc. 1937, 59, 2032.
70. Harned, H. S.; Paxton, T. R. J. Phys. Chem. 1953, 57, 531.
71. Bates, R. G.; Bower, V. E.; Canham, R. G.; Prue, J. E. Trans. Faraday Soc. 1959, 55, 2062.
72. Stock, D. I.; Davies, C. W. Trans. Faraday Soc. 1948, 44, 856.