Microhydration of the selenite dianion: A theoretical study of structures, hydration energies, and electronic stabilities of SeO3 2(H2O)n (n = 06, 9) clusters

Journal of Physical Chemistry A

Volumn 114, Issue 34, 2010, Pages 8948-8960

  Wicke, Henryk ^a   Meleshyn, Artur ^a  

^a LEIBNIZ UNIVERSITY HANNOVER   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BINDING ENERGY; BOND LENGTH; CARBONATE MINERALS; CHARGE TRANSFER; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; HYDRATES; HYDRATION; HYDROGEN; ION EXCHANGE; MOLECULES; OXYGEN; PERTURBATION TECHNIQUES; REACTION KINETICS; SOLUTIONS;

AQUEOUS SOLUTIONS; CLUSTER SIZES; CONTINUUM SOLVATION MODELS; DIANIONS; ELECTRON BINDING ENERGY; ELECTRONIC STABILITY; HYDRATION ENERGIES; HYDRATION FREE ENERGIES; MICRO-HYDRATION; PERTURBATION THEORY; RELATIVE IMPORTANCE; SECOND ORDERS; STRUCTURAL PERTURBATION; THEORETICAL STUDY; WATER MOLECULE; WATER-WATER INTERACTIONS;

HYDROGEN BONDS;

EID: 84962460782     PISSN: 10895639     EISSN: 15205215     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp9120904     Document Type: Article

References (104)

1. Morris, V. C.; Levander, O. A. J. Nutr. 1970, 100, 1383
2. Young, V. R.; Nahapetian, A.; Janghorbani, M. Am. J. Clin. Nutr. 1982, 35, 1076
3. Opinion of the Scientific Committee on Food on the Tolerable Upper Intake Level of Selenium, European Commission-Scientific Committee on Food, SCF/CS/NUT/UPPLEV/25 Final, 2000.
4. Bruno, J.; Ewing, R. C. Elements 2006, 2, 343
5. Jiang, S.-S.; He, M.; Diao, L.-J.; Guo, J.-R.; Wu, S.-Y. Chin. Phys. Lett. 2001, 18, 746
6. Technical Report 02-05-Project Opalinus Clay-Safety Report; Nagra, Wettingen, Switzerland, 2002.
7. GRS-247 Endlagerung wärmeentwickelnder radioaktiver Abfälle in Deutschland; Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) mbH, Öko-Institut e.V., 2008.
8. Elrashidi, M. A.; Adriano, D. C.; Workman, S. M.; Lindsay, W. L. Soil Sci. 1987, 144, 141
9. Séby, F.; Potin-Gautier, M.; Giffaut, E.; Donard, O. F. X. Analusis 1998, 26, 193
10. Johnson, T. M.; Bullen, T. D. Rev. Mineral. Geochem. 2004, 55, 289
11. Bradbury, M. H.; Baeyens, B. J. Contam. Hydrol. 2003, 61, 329
12. Madsen, F. T. Clay Miner. 1998, 33, 109
13. Cheng, L.; Lyman, P. F.; Sturchio, N. C.; Bedzyk, M. J. Surf. Sci. 1997, 382, L690
14. Schulthess, C. P.; Hu, Z. Soil Sci. Soc. Am. J. 2001, 65, 710
15. Catalano, J. G.; Zhang, Z.; Fenter, P.; Bedzyk, M. J. J. Colloid Interface Sci. 2006, 297, 665
16. Peak, D.; Saha, U. K.; Huang, P. M. Soil Sci. Soc. Am. J. 2006, 70, 192
17. Behnsen, J.; Riebe, B. Appl. Geochem. 2008, 23, 2746
18. Dousovà, B.; Fuitovà, L.; Herzegovà, L.; Grygar, T.; Kolousek, D.; Machovi, V. Acta Geodyn. Geomater. 2009, 6, 193
19. Charlet, L.; Scheinost, A. C.; Tournassat, C.; Greneche, J. M.; Géhin, A.; Fernàndez-Martínez, A.; Coudert, S.; Tisserand, D.; Brendle, J. Geochim. Cosmochim. Acta 2007, 71, 5731
20. Scheinost, A. C.; Charlet, L. Environ. Sci. Technol. 2008, 42, 1984
21. López de Arroyabe Loyo, R.; Nikitenko, S. I.; Scheinost, A. C.; Simonoff, M. Environ. Sci. Technol. 2008, 42, 2451
22. Scheinost, A. C.; Kirsch, R.; Banerjee, D.; Fernàndez- Martínez, A.; Zaenker, H.; Funke, H.; Charlet, L. J. Contam. Hydrol. 2008, 102, 228
23. Missana, T.; Alonso, U.; Scheinost, A. C.; Granizo, N.; García-Gutiérrez, M. Geochim. Cosmochim. Acta 2009, 73, 6205
24. Long, J. C. S.; Ewing, R. C. Annu. Rev. Earth Planet Sci. 2004, 32, 363
25. Wang, X.-B.; Yang, X.; Wang, L.-S.; Nicholas, J. B. J. Chem. Phys. 2002, 116, 561
26. Pathak, A. K.; Mukherjee, T.; Maity, D. K. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 3399
27. Goebbert, D. J.; Garand, E.; Wende, T.; Bergmann, R.; Meijer, G.; Asmis, K. R.; Neumark, D. M. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 7584
28. Cannon, W. R.; Pettitt, B. M.; McCammon, J. A. J. Phys. Chem. 1994, 98, 6225
29. Wang, X.-B.; Nicholas, J. B.; Wang, L.-S. J. Chem. Phys. 2000, 113, 10837
30. Wang, X.-B.; Yang, X.; Nicholas, J. B.; Wang, L.-S. Science 2001, 294, 1322
31. Pye, C. C.; Rudolph, W. W. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 905
32. Zhan, C.-G.; Zheng, F.; Dixon, D. A. J. Chem. Phys. 2003, 119, 781
33. Wong, R. L.; Williams, E. R. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 10976
34. Jungwirth, P.; Curtis, J. E.; Tobias, D. J. Chem. Phys. Lett. 2003, 367, 704
35. Gao, B.; Liu, Z.-F. J. Chem. Phys. 2004, 121, 8299
36. Strömberg, A.; Gropen, O.; Wahlgren, U.; Lindqvist, O. Inorg. Chem. 1983, 22, 1129
37. Solomonik, V. G.; Marenich, A. V.; Sliznev, V. V. Russ. J. Coord. Chem. 1998, 24, 457
38. Marenich, A. V.; Solomonik, V. G. Russ. J. Phys. Chem. 1999, 73, 1993
39. Strömberg, A.; Wahlgren, U.; Lindqvist, O. Chem. Phys. 1985, 100, 229
40. Xu, W.; Bai, W. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 2008, 854, 89
41. Brabson, G. D.; Andrews, L.; Marsden, C. J. J. Phys. Chem. 1996, 100, 16487
42. Xu, W.; Bai, W. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 2008, 863, 1
43. Grein, F. Chem. Phys. 2009, 360, 1
44. Boldyrev, A. I.; Simons, J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 2298
45. Yang, X.; Wang, X.-B.; Wang, L.-S. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 7607
46. Moyer, B. A.; Bonnesen, P. V. In Supramolecular Chemistry of Anions; Bianchi, A.; Bowman-James, K.; García-España, E., Eds.; Wiley-VCH: New York, 1997.
47. Nakamoto, K. Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds Part A: Theory and Applications in Inorganic Chemistry; John Wiley & Sons, Inc.: New York, 1997.
48. Schmidt, M. W.; Baldridge, K. K.; Boatz, J. A.; Elbert, S. T.; Gordon, M. S.; Jensen, J. H.; Koseki, S.; Matsunaga, N.; Nguyen, K. A.; Su, S. J.; Windus, T. L.; Dupuis, M.; Montgomery, J. A. J. Comput. Chem. 1993, 14, 1347
49. Gordon, M. S.; Schmidt, M. W. Advances in electronic structure theory: GAMESS a decade later. In Theory and Applications of Computational Chemistry, the first forty years; Dykstra, C. E.; Frenking, G.; Kim, K. S.; Scuseria, G. E., Eds.; Elsevier: Amsterdam, 2005.
50. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, 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.; Farkas, 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 C.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
51. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, 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.; Bakken, V.; 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.; Farkas, 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 E.01; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
52. Krishnan, R.; Binkley, J. S.; Seeger, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1980, 72, 650
53. Frisch, M. J.; Pople, J. A.; Binkley, J. S. J. Chem. Phys. 1984, 80, 3265
54. Clark, T.; Chandrasekhar, J.; Spitznagel, G. W.; von Ragué Schleyer, P. J. Comput. Chem. 1983, 4, 294
55. Curtiss, L. A.; McGrath, M. P.; Blaudeau, J.-P.; Davis, N. E.; Binning, R. C., Jr.; Radom, L. J. Chem. Phys. 1995, 103, 6104
56. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648
57. Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623
58. Slater, J. C. Phys. Rev. 1951, 81, 385
59. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098
60. Vosko, S. H.; Wilk, L.; Nusair, M. Can. J. Phys. 1980, 58, 1200
61. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785
62. Miehlich, B.; Savin, A.; Stoll, H.; Preuss, H. Chem. Phys. Lett. 1989, 157, 200
63. Zhao, Y.; Truhlar, D. G. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 1009
64. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865
65. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 1396
66. Adamo, C.; Barone, V. J. Chem. Phys. 1999, 110, 6158
67. Møller, C.; Plesset, M. S. Phys. Rev. 1934, 46, 618
68. Rassolov, V. A.; Ratner, M. A.; Pople, J. A.; Redfern, P. C.; Curtiss, L. A. J. Comput. Chem. 2001, 22, 976
69. Scott, A. P.; Radom, L. J. Phys. Chem. 1996, 100, 16502
70. Sinha, P.; Boesch, S. E.; Gu, C.; Wheeler, R. A.; Wilson, A. K. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 9213
71. Tuma, C.; Boese, A. D.; Handy, N. C. Phys. Chem. Chem. Phys. 1999, 1, 3939
72. Boys, S. F.; Bernardi, F. Mol. Phys. 1970, 19, 553
73. Grimme, S. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1463
74. Grimme, S. J. Comput. Chem. 2006, 27, 1787
75. Baik, J.; Kim, J.; Majumdar, D.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 1999, 110, 9116
76. Kim, J.; Lee, S.; Cho, S. J.; Mhin, B. J.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 1995, 102, 839
77. Kim, K. S.; Lee, J. Y.; Lee, S. J.; Ha, T.-K.; Kim, D. H. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 7399
78. Kim, K. S.; Lee, J. Y.; Choi, H. S.; Kim, J.; Jang, J. H. Chem. Phys. Lett. 1997, 265, 497
79. Lee, J. Y.; Lee, S. J.; Choi, H. S.; Cho, S. J.; Kim, K. S.; Ha, T.-K. Chem. Phys. Lett. 1995, 232, 67
80. Pliego, J. R., Jr.; Riveros, J. M. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 7241
81. Kelly, C. P.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 16066
82. Bryantsev, V. S.; Diallo, M. S.; Goddard, W. A., III. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 9709
83. da Silva, E. F.; Svendsen, H. F.; Merz, K. M. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 6404
84. Barone, V.; Cossi, M. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 1995
85. Cossi, M.; Rega, N.; Scalmani, G.; Barone, V. J. Comput. Chem. 2003, 24, 669
86. Klamt, A.; Schüürmann, G. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 1993, 5, 799
87. Miertus, S.; Scrocco, E.; Tomasi, J. Chem. Phys. 1981, 55, 117
88. Mennucci, B.; Tomasi, J. J. Chem. Phys. 1997, 106, 5151
89. Cancés, E.; Mennucci, B.; Tomasi, J. J. Chem. Phys. 1997, 107, 3032
90. Cossi, M.; Barone, V.; Mennucci, B.; Tomasi, J. Chem. Phys. Lett. 1998, 286, 253
91. Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Barone, V. J. Chem. Phys. 2002, 117, 43
92. Foresman, J. B.; Keith, T. A.; Wiberg, K. B.; Snoonian, J.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1996, 100, 16098
93. Klamt, A.; Jonas, V.; Buerger, T.; Lohrenz, J. C. W. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 5074
94. Tannor, D. J.; Marten, B.; Murphy, R.; Friesner, R. A.; Sitkoff, D.; Nicholls, A.; Ringnalda, M.; Goddard, W. A., III; Honig, B. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 11875
95. Su, J. T.; Xu, X.; Goddard, W. A., III. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 10518
96. Ferrario, M.; Haughney, M.; McDonald, I. R.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1990, 93, 5156
97. Farrugia, L. J. J. Appl. Crystallogr. 1997, 30, 565
98. Black, G.; Chase, J.; Chatterton, J.; Daily, J.; Elsethagen, T.; Feller, D.; Gracio, D.; Jones, D.; Keller, T.; Lansing, C.; Matsumoto, S.; Palmer, B.; Peterson, M.; Schuchardt, K.; Stephan, E.; Sun, L.; Swanson, K.; Taylor, H.; Thomas, G.; Vorpagel, E.; Windus, T.; Winters, C. ECCE, A Problem Solving Environment for Computational Chemistry, Software Version 4.5.1; Pacific Northwest National Laboratory: Richland, WA, 2007.
99. Siebert, H. Z. Anorg. Allg. Chemie 1954, 275, 225
100. Mulliken, R. S. J. Chem. Phys. 1955, 23, 1833
101. Mulliken, R. S. J. Chem. Phys. 1955, 23, 1841
102. Mulliken, R. S. J. Chem. Phys. 1955, 23, 2338
103. Mulliken, R. S. J. Chem. Phys. 1955, 23, 2343
104. Ohtaki, H.; Radnai, T. Chem. Rev. 1993, 93, 1157