Toward Chemical Accuracy in the Description of Ion-Water Interactions through Many-Body Representations. I. Halide-Water Dimer Potential Energy Surfaces

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 12, Issue 6, 2016, Pages 2698-2705

  Bajaj, Pushp ^a   Götz, Andreas W ^b   Paesani, Francesco ^a  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^b UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84974822327     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.jctc.6b00302     Document Type: Article

References (75)

1. Marcus, Y. Chem. Rev. 2009, 109, 1346-1370 10.1021/cr8003828
2. Kunz, W. Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2010, 15, 34-39 10.1016/j.cocis.2009.11.008
3. Knipping, E. M.; Lakin, M. J.; Foster, K. L.; Jungwirth, P.; Tobias, D. J.; Gerber, R. B.; Dabdub, D.; Finlayson-Pitts, B. J. Science 2000, 288, 301 10.1126/science.288.5464.301
4. Tobias, D. J.; Stern, A. C.; Baer, M. D.; Levin, Y.; Mundy, C. J. Annu. Rev. Phys. Chem. 2013, 64, 339-359 10.1146/annurev-physchem-040412-110049
5. Collins, K. D.; Neilson, G. W.; Enderby, J. E. Biophys. Chem. 2007, 128, 95-104 10.1016/j.bpc.2007.03.009
6. Etacheri, V.; Marom, R.; Elazari, R.; Salitra, G.; Aurbach, D. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3243 10.1039/c1ee01598b
7. Winter, M.; Brodd, R. J. Chem. Rev. 2004, 104, 4245 10.1021/cr020730k
8. Jungwirth, P.; Tobias, D. J. Chem. Rev. 2006, 106, 1259-1281 10.1021/cr0403741
9. Jungwirth, P.; Cremer, P. S. Nat. Chem. 2014, 6, 261-263 10.1038/nchem.1899
10. Markvovich, G.; Pollack, S.; Giniger, R.; Cheshnovsky, O. J. Chem. Phys. 1994, 101, 9344 10.1063/1.467965
11. Ayotte, P.; Bailey, C. G.; Weddle, G. H.; Johnson, M. A. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 3067 10.1021/jp9803900
12. Roscioli, J. R.; Diken, E. G.; Johnson, M. A. et al. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 4943 10.1021/jp056022v
13. Combariza, J. E.; Kestner, N. R.; Jortner, J. J. Chem. Phys. 1994, 100, 2851 10.1063/1.467231
14. Lee, H. M.; Kim, D.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 2002, 116, 5509 10.1063/1.1453960
15. Yoo, S.; Lei, Y. A.; Zeng, X. C. J. Chem. Phys. 2003, 119, 6083 10.1063/1.1601609
16. Tobias, D. J.; Jungwirth, P.; Parrinello, M. J. Chem. Phys. 2001, 114, 7036 10.1063/1.1360200
17. Levering, L. M.; Sierra-Hernández, M. R.; Allen, H. C. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 8814 10.1021/jp065694y
18. Schmidt, D. A.; Birer, O.; Funkner, S.; Born, B. P.; Gnanasekaran, R.; Schwaab, G. W.; Leitner, D. M.; Havenith, M. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 18512-18517 10.1021/ja9083545
19. Tielrooij, K. J.; Garcia-Araez, N.; Bonn, M.; Bakker, H. J. Science 2010, 328, 1006 10.1126/science.1183512
20. Funkner, S.; Niehues, G.; Schmidt, D. A.; Heyden, M.; Schwaab, G.; Callahan, K. M.; Tobias, D. J.; Havenith, M. J. Am. Chem. Soc. 2011, 134, 1030-1035 10.1021/ja207929u
21. Piatkowski, L.; Zhang, Z.; Backus, E. H. G.; Bakker, H. J.; Bonn, M. Nat. Commun. 2014, 5, 4083 10.1038/ncomms5083
22. Migliorati, V.; Sessa, F.; Aquilanti, G.; D'Angelo, P. J. Chem. Phys. 2014, 141, 044509 10.1063/1.4890870
23. Soper, A. K.; Weckström, K. Biophys. Chem. 2006, 124, 180 10.1016/j.bpc.2006.04.009
24. Mancinelli, R.; Botti, A.; Bruni, F.; Ricci, M. A.; Soper, A. K. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 2959 10.1039/b701855j
25. Bakker, H. J.; Skinner, J. L. Chem. Rev. 2010, 110, 1498 10.1021/cr9001879
26. Hankins, D.; Moskowitz, J. W.; Stillinger, F. H. J. Chem. Phys. 1970, 53, 4544 10.1063/1.1673986
27. Adler, T. B.; Knizia, G.; Werner, H. J. J. Chem. Phys. 2007, 127, 221106 10.1063/1.2817618
28. Knizia, G.; Adler, T. B.; Werner, H. J. J. Chem. Phys. 2009, 130, 054104 10.1063/1.3054300
29. Góra, U.; Podeszwa, R.; Cencek, W.; Szalewicz, K. J. Chem. Phys. 2011, 135, 224102 10.1063/1.3664730
30. Hill, J. G.; Peterson, K. A.; Knizia, G.; Werner, H. J. J. Chem. Phys. 2009, 131, 194105 10.1063/1.3265857
31. Dunning, T. H. J. Chem. Phys. 1989, 90, 1007-1023 10.1063/1.456153
32. Kendall, R. A.; Dunning, T. H.; Harrison, R. J. J. Chem. Phys. 1992, 96, 6796-6806 10.1063/1.462569
33. Woon, D. E.; Dunning, T. H. J. Chem. Phys. 1993, 98, 1358-1371 10.1063/1.464303
34. Dunning, T. H.; Peterson, K. A.; Wilson, A. K. J. Chem. Phys. 2001, 114, 9244-9253 10.1063/1.1367373
35. Peterson, K. A.; Figgen, D.; Goll, E.; Stoll, H.; Dolg, M. J. Chem. Phys. 2003, 119, 11113-11123 10.1063/1.1622924
36. Peterson, K. A.; Shepler, B. C.; Figgen, D.; Stoll, H. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 13877-13883 10.1021/jp065887l
37. Woon, D. E.; Dunning, T. H. J. Chem. Phys. 1994, 100, 2975-2988 10.1063/1.466439
38. Hättig, C.; Hess, B. A. J. Chem. Phys. 1998, 108, 3863-3870 10.1063/1.475789
39. Trumm, M.; Martinez, Y. O. G.; Réal, F.; Masella, M.; Vallet, V.; Schimmelpfennig, B. J. Chem. Phys. 2012, 136, 044509 10.1063/1.3678294
40. Werner, H.-J.; Knowles, P. J.; Knizia, G.; Manby, F. R.; Schütz, M.; Celani, P.; Györffy, W.; Kats, D.; Korona, T.; Lindh, R.; Mitrushenkov, A.; Rauhut, G.; Shamasundar, K. R.; Adler, T. B.; Amos, R. D.; Bernhardsson, A.; Berning, A.; Cooper, D. L.; Deegan, M. J. O.; Dobbyn, A. J.; Eckert, F.; Goll, E.; Hampel, C.; Hesselmann, A.; Hetzer, G.; Hrenar, T.; Jansen, G.; Köppl, C.; Liu, Y.; Lloyd, A. W.; Mata, R. A.; May, A. J.; McNicholas, S. J.; Meyer, W.; Mura, M. E.; Nicklass, A.; O'Neill, D. P.; Palmieri, P.; Peng, D.; Pflüger, K.; Pitzer, R.; Reiher, M.; Shiozaki, T.; Stoll, H.; Stone, A. J.; Tarroni, R.; Thorsteinsson, T.; Wang, M. MOLPRO, version 2015.1, a package of ab initio programs, 2015.
41. 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, P. 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, N. J.; 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.; Ortiz, J. V.; Cioslowski, J.; Fox, D. J. Gaussian 09, revision D.01; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2009.
42. Babin, V.; Leforestier, C.; Paesani, F. J. Chem. Theory Comput. 2013, 9, 5395-5403 10.1021/ct400863t
43. Babin, V.; Medders, G. R.; Paesani, F. J. Chem. Theory Comput. 2014, 10, 1599-1607 10.1021/ct500079y
44. Medders, G. R.; Babin, V.; Paesani, F. J. Chem. Theory Comput. 2014, 10, 2906-2910 10.1021/ct5004115
45. Medders, G. R.; Götz, A. W.; Morales, M. A.; Bajaj, P.; Paesani, F. J. Chem. Phys. 2015, 143, 104102 10.1063/1.4930194
46. Burnham, C. J.; Anick, D. J.; Mankoo, P. K.; Reiter, G. F. J. Chem. Phys. 2008, 128, 154519 10.1063/1.2895750
47. Tang, K. T.; Toennies, J. P. J. Chem. Phys. 1984, 80, 3726-3741 10.1063/1.447150
48. Johnson, E. R.; Becke, A. D. J. Chem. Phys. 2005, 123, 024101 10.1063/1.1949201
49. Vydrov, O. A.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 2006, 125, 234109 10.1063/1.2409292
50. Vydrov, O. A.; Heyd, J.; Krukau, A. V.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 2006, 125, 074106 10.1063/1.2244560
51. Vydrov, O. A.; Scuseria, G. E.; Perdew, J. P. J. Chem. Phys. 2007, 126, 154109 10.1063/1.2723119
52. Kannemann, F. O.; Becke, A. D. J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 1081-1088 10.1021/ct900699r
53. Otero-de-la Roza, A.; Johnson, E. R. J. Chem. Phys. 2013, 138, 204109 10.1063/1.4807330
54. Braams, B. J.; Bowman, J. M. Int. Rev. Phys. Chem. 2009, 28, 577 10.1080/01442350903234923
55. Arismendi-Arrieta, D. J.; Riera, M.; Bajaj, P.; Prosmiti, R.; Paesani, F. J. Phys. Chem. B 2016, 120, 1822 10.1021/acs.jpcb.5b09562
56. Kim, J.; Lee, H. M.; Suh, S. B.; Majumdar, D.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 2000, 113, 5259-5272 10.1063/1.1290016
57. Tikhonov, A. N. Soviet Math. 1963, 4, 1035-1038
58. Wang, Y.; Bowman, J. M.; Kamarchik, E. J. Chem. Phys. 2016, 144, 114311 10.1063/1.4943580
59. Shi, Y.; Xia, Z.; Zhang, J.; Best, R.; Wu, C.; Ponder, J. W.; Ren, P. J. Chem. Theory Comput. 2013, 9, 4046-4063 10.1021/ct4003702
60. Werhahn, J. C.; Akase, D.; Xantheas, S. S. J. Chem. Phys. 2014, 141, 064118 10.1063/1.4891820
61. Wang, Q.; Rackers, J. A.; He, C.; Qi, R.; Narth, C.; Lagardere, L.; Gresh, N.; Ponder, J. W.; Piquemal, J.; Ren, P. J. Chem. Theory Comput. 2015, 11, 2609-2618 10.1021/acs.jctc.5b00267
62. Grimme, S.; Antony, J.; Ehrlich, S.; Krieg, H. J. Chem. Phys. 2010, 132, 154104 10.1063/1.3382344
63. Becke, A. D. Phys. Rev. A: At., Mol., Opt. Phys. 1988, 38, 3098 10.1103/PhysRevA.38.3098
64. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1988, 37, 785 10.1103/PhysRevB.37.785
65. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 1396 10.1103/PhysRevLett.78.1396
66. Tao, J. M.; Perdew, J. P.; Staroverov, V. N.; Scuseria, G. E. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 146401 10.1103/PhysRevLett.91.146401
67. Adamo, C.; Barone, V. J. Chem. Phys. 1999, 110, 6158 10.1063/1.478522
68. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648 10.1063/1.464913
69. Chai, J.-D.; Head-Gordon, M. J. Chem. Phys. 2008, 128, 084106 10.1063/1.2834918
70. Chai, J.-D.; Head-Gordon, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 6615 10.1039/b810189b
71. Staroverov, V. N.; Scuseria, G. E.; Tao, J.; Perdew, J. P. J. Chem. Phys. 2003, 119, 12129-12137 10.1063/1.1626543
72. Cohen, A. J.; Mori-Sánchez, P.; Yang, W. Chem. Rev. 2012, 112, 289-320 10.1021/cr200107z
73. Xu, X.; Goddard, W. A. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 2305-2313 10.1021/jp035869t
74. Howard, J. C.; Enyard, J. D.; Tschumper, G. S. J. Chem. Phys. 2015, 143, 214103 10.1063/1.4936654
75. Gillan, M. J.; Alfè, D.; Michaelides, A. J. Chem. Phys. 2016, 144, 130901 10.1063/1.4944633