Unusual "amphiphilic" association of hydrated protons in strong acid solution

Journal of the American Chemical Society

Volumn 130, Issue 10, 2008, Pages 3120-3126

  Wang, Feng ^a   Izvekov, Sergei ^b   Voth, Gregory A ^b  

^a Boston University   (United States)

^b UNIVERSITY OF UTAH   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CONCENTRATION (PROCESS); HYDRATION; HYDROCHLORIC ACID; HYDROGEN BONDS; MOLECULAR DYNAMICS;

HYDRATED PROTONS; HYDRONIUM CATIONS;

PROTONS;

PROTON;

AB INITIO CALCULATION; ACIDITY; AQUEOUS SOLUTION; ARTICLE; HYDRATION; HYDROGEN BOND; SOLVATION;

EID: 84962376519     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja078106i     Document Type: Article

References (58)

1. de Grotthuss, C. J. T. Ann. Chim. 1806, LVIII, 54-74.
2. Robinson, R. A.; Stokes, R. H. Electrolyte Solutions, 2nd ed.; Butterworths: London, 1959.
3. Eisenberg, D.; Kauzman, W. The Structure and Properties of Water; Oxford University Press: Oxford, 1969.
4. Bell, R. P. The Proton in Chemistry; Cornell University Press: Ithaca, NY, 1973.
5. Erdey-Grúz, T. Transport Phenomena in Aqueous Solutions; Adam Hilger: London, 1974.
6. Cukierman, S. Biochim. Biophys. Acta 2006, 1757, 876-885.
7. Agmon, N. Chem. Phys. Lett. 1995, 244, 456-462.
8. Voth, G. A. Acc. Chem. Res. 2006, 39, 143-150.
9. Swanson, J. M. J.; Maupin, C. M.; Chen, H.; Petersen, M. K.; Xu, J.; Wu, Y.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 4300-4314.
10. Tuckerman, M.; Laasonen, K.; Sprik, M.; Parrinello, M. J. Chem. Phys. 1995, 103, 150-161.
11. Marx, D. Chem. Phys. Chem. 2006, 7, 1848-1870.
12. Miertus, S.; Scrocco, E.; Tomasi, J. Chem. Phys. 1981, 55, 117-129.
13. Woon, D. E.; Dunning, T. H., Jr. J. Chem. Phys. 1993, 98, 1358-1371.
14. Pople, J. A.; Head-Gordon, M.; Raghavachari, K. J. Chem. Phys. 1987, 87, 5968-5975.
15. Carpenter, J. E.; Weinhold, F. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 1988, 169, 41-62.
16. Bader, R. F. W. Atoms in Molecules - A Quantum Theory; Oxford University Press: Oxford, 1990.
17. Triolo, R.; Narten, A. H. J. Chem. Phys. 1975, 63, 3624-3631.
18. Taesler, I.; Lundgren, J.-O. Acta Crystallogr. 1978, B34, 2424-2428.
19. Schindler, T.; Berg, C.; Niedner-Schatteburg, G.; Bondybey, V. E. Chem. Phys. Lett. 1994, 229, 57-64.
20. Agmon, N. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 192-199.
21. Botti, A.; Bruni, F.; Imberti, S.; Ricci, M. A.; Soper, A. K. J. Chem. Phys. 2004, 121, 7840-7848.
22. Botti, A.; Bruni, F.; Ricci, M. A.; Soper, A. K. J. Chem. Phys. 2006, 125, 014508.
23. Cukierman, S. Biophys. J. 2000, 78, 1825-1834.
24. Lobaugh, J.; Voth, G. A. J. Chem. Phys. 1996, 104, 2056-2069.
25. Vuilleumier, R.; Borgis, D. J. Mol. Struct. 1997, 436, 555-565.
26. Vuilleumier, R.; Borgis, D. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 4261-4264.
27. Schmitt, U. W.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 5547-5551.
28. Schmitt, U. W.; Voth, G. A. Isr. J. Chem. 1999, 39, 483-492.
29. Schmitt, U. W.; Voth, G. A. J. Chem. Phys. 1999, 111, 9361-9381.
30. Vuilleumier, R.; Borgis, D. J. Chem. Phys. 1999, 111, 4251-4266.
31. Zahn, D.; Brickman, J. Isr. J. Chem. 1999, 39, 469-482.
32. Day, T. J. F.; Schmitt, U. W.; Voth, G. A. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12027-12028.
33. Cuma, M.; Schmitt, U. W.; Voth, G. A. Chem. Phys. 2000, 258, 187-199.
34. Schmitt, U. W.; Voth, G. A. Chem. Phys. Lett. 2000, 329, 36-41.
35. Lill, M. A.; Helms, V. J. Chem. Phys. 2001, 115, 7993-8005.
36. Walbran, S.; Kornyshev, A. A. J. Chem. Phys. 2001, 114, 10039-10048.
37. Brewer, M. L.; Schmitt, U. W.; Voth, G. A. Biophys. J. 2001, 80, 1691-1702.
38. Cuma, M.; Schmitt, U. W.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 2814-2823.
39. Day, T. J. F.; Soudackov, A. V.; Cuma, M.; Schmitt, U. W.; Voth, G. A. J. Chem. Phys. 2002, 117, 5839-5849.
40. Kim, J.; Schmitt, U. W.; Gruetzmacher, J. A.; Voth, G. A.; Scherer, N. F. J. Chem. Phys. 2002, 116, 737-746.
41. Wang, F.; Voth, G. A. J. Chem. Phys. 2005, 122, 144105.
42. Wu, Y.; Chen, H.; Wang, F.; Paesani, F.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 467-482.
43. Car, R.; Parrinello, M. Phys. Rev. Lett. 1985, 55, 2471-2474.
44. Wu, Y.; Tepper, H. L.; Voth, G. A. J. Chem. Phys. 2006, 124, 024503.
45. Bondybey, V. E.; Beyer, M. K. Int. Rev. Phys. Chem. 2002, 201, 277-306.
46. Melchionna, S.; Ciccotti, G.; Holian, B. L. Mol. Phys. 1993, 78, 533-544.
47. Petersen, M. K.; Iyengar, S. S.; Day, T. J. F.; Voth, G. A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 14804-14806.
48. Mucha, M.; Frigato, T.; Levering, L. M.; Allen, H. C.; Tobias, D.; Dang, L. X.; Jungwirth, P. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 7617-7623.
49. Ishiyama, T.; Morita, A. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 9277-9285.
50. Petersen, P. B.; Saykally, R. J. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 7976-7980.
51. Tarbuck, T. L.; Ota, S. T.; Richmond, G. L. J. Am. Chem. Soc 2006, 128, 14519-14527.
52. Levering, L. M.; Sierra-Hernández, M. R.; Allen, H. C. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 8814-8826.
53. Pegram, L. M.; Record, T. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 102, 14278-14281.
54. Buch, V.; Milet, A.; Vácha, R.; Jungwirth, P.; Devlin, J. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 7342-7347.
55. Boese, A. D.; Doltsinis, N. L.; Handy, N. C.; Sprik, M. J. Chem. Phys. 2000, 112, 1670-1678.
56. VandeVondele, J.; Mohamed, F.; Krack, M.; Hutter, J.; Sprik, M.; Parrinello, M. J. Chem. Phys. 2005, 122, 14515.
57. Izvekov, S.; Voth, G. A. J. Chem. Phys. 2005, 123, 134105.
58. Wallace, S.; Huang, L.; Massa, L.; Mukhopadhyay, U.; Bernal, I.; Karle, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 16798-16803.