Formation of Exotic Networks of Water Clusters in Helium Droplets Facilitated by the Presence of Neon Atoms

Journal of the American Chemical Society

Volumn 139, Issue 11, 2017, Pages 4152-4156

  Douberly, Gary E ^a   Miller, Roger E ^b   Xantheas, Sotiris S ^c  

^a UNIVERSITY OF GEORGIA   (United States)

^b The University of North Carolina at Chapel Hill   (United States)

^c PACIFIC NORTHWEST NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

GASES; HELIUM; O RINGS; OLIGOMERS;

AB INITIO COMPUTATIONS; CLUSTER NETWORKS; CYCLIC TETRAMERS; HELIUM DROPLETS; INFRARED SPECTRUM; INSERTION BARRIERS; LOWER ENERGIES; NON EQUILIBRIUM;

DROPS;

HELIUM; HYDROGEN; NEON; TETRAMER; WATER;

AB INITIO CALCULATION; ARTICLE; ATOM; CHEMICAL MODIFICATION; CLUSTER ANALYSIS; CONTROLLED STUDY; CYCLIZATION; DIPOLE; ENERGY; EVAPORATION; GAS; HYDROGEN BOND; INFRARED SPECTROSCOPY; ISOMER; PHASE TRANSITION;

EID: 85015944975     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jacs.7b00510     Document Type: Article

References (53)

1. Smith, J. D.; Cappa, C. D.; Wilson, K. R.; Messer, B. M.; Cohen, R. C.; Saykally, R. J. Science 2004, 306, 851 10.1126/science.1102560
2. Bakker, H. J.; Skinner, J. L. Chem. Rev. 2010, 110, 1498 10.1021/cr9001879
3. Lozynski, M. Chem. Phys. 2015, 455, 1 10.1016/j.chemphys.2015.03.013
4. Henao, A.; Busch, S.; Guardia, E.; Tamarit, J. L.; Pardo, L. C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2016, 18, 19420 10.1039/C6CP00720A
5. Headrick, J. M.; Diken, E. G.; Walters, R. S.; Hammer, N. I.; Christie, R. A.; Cui, J.; Myshakin, E. M.; Duncan, M. A.; Johnson, M. A.; Jordan, K. D. Science 2005, 308, 1765 10.1126/science.1113094
6. Douberly, G. E.; Walters, R. S.; Cui, J.; Jordan, K. D.; Duncan, M. A. J. Phys. Chem. A 2010, 114, 4570 10.1021/jp100778s
7. Heine, N.; Fagiani, M. R.; Rossi, M.; Wende, T.; Berden, G.; Blum, V.; Asmis, K. R. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 8266 10.1021/ja401359t
8. Fournier, J. A.; Wolke, C. T.; Johnson, M. A.; Odbadrakh, T. T.; Jordan, K. D.; Kathmann, S. M.; Xantheas, S. S. J. Phys. Chem. A 2015, 119, 9425 10.1021/acs.jpca.5b04355
9. Pugliano, N.; Saykally, R. J. Science 1992, 257, 1937 10.1126/science.1411509
10. Cruzan, J. D.; Braly, L. B.; Liu, K.; Brown, M. G.; Loeser, J. G.; Saykally, R. J. Science 1996, 271, 59 10.1126/science.271.5245.59
11. Liu, K.; Brown, M. G.; Carter, C.; Saykally, R. J.; Gregory, J. K.; Clary, D. C. Nature 1996, 381, 501 10.1038/381501a0
12. Liu, K.; Brown, M. G.; Cruzan, J. D.; Saykally, R. J. Science 1996, 271, 62 10.1126/science.271.5245.62
13. Liu, K.; Cruzan, J. D.; Saykally, R. J. Science 1996, 271, 929 10.1126/science.271.5251.929
14. Gregory, J. K.; Clary, D. C.; Liu, K.; Brown, M. G.; Saykally, R. J. Science 1997, 275, 814 10.1126/science.275.5301.814
15. Perez, C.; Muckle, M. T.; Zaleski, D. P.; Seifert, N. A.; Temelso, B.; Shields, G. C.; Kisiel, Z.; Pate, B. H. Science 2012, 336, 897 10.1126/science.1220574
16. Cole, W. T. S.; Farrell, J. D.; Wales, D. J.; Saykally, R. J. Science 2016, 352, 1194 10.1126/science.aad8625
17. Richardson, J. O.; Perez, C.; Lobsiger, S.; Reid, A. A.; Temelso, B.; Shields, G. C.; Kisiel, Z.; Wales, D. J.; Pate, B. H.; Althorpe, S. C. Science 2016, 351, 1310 10.1126/science.aae0012
18. Pradzynski, C. C.; Dierking, C. W.; Zurheide, F.; Forck, R. M.; Buck, U.; Zeuch, T.; Xantheas, S. S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 26691 10.1039/C4CP03642E
19. Keutsch, F. N.; Saykally, R. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2001, 98, 10533 10.1073/pnas.191266498
20. Mukhopadhyay, A.; Cole, W. T. S.; Saykally, R. J. Chem. Phys. Lett. 2015, 633, 13 10.1016/j.cplett.2015.04.016
21. Perez, C.; Zaleski, D. P.; Seifert, N. A.; Temelso, B.; Shields, G. C.; Kisiel, Z.; Pate, B. H. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 14368 10.1002/anie.201407447
22. Xantheas, S. S. J. Chem. Phys. 1994, 100, 7523 10.1063/1.466846
23. Xantheas, S. S. Chem. Phys. 2000, 258, 225 10.1016/S0301-0104(00)00189-0
24. Fellers, R. S.; Leforestier, C.; Braly, L. B.; Brown, M. G.; Saykally, R. J. Science 1999, 284, 945 10.1126/science.284.5416.945
25. Popkie, H.; Kistenma, H.; Clementi, E. J. Chem. Phys. 1973, 59, 1325 10.1063/1.1680187
26. Kistenmacher, H.; Popkie, H.; Clementi, E.; Watts, R. O. J. Chem. Phys. 1974, 60, 4455 10.1063/1.1680923
27. Matsuoka, O.; Clementi, E.; Yoshimine, M. J. Chem. Phys. 1976, 64, 1351 10.1063/1.432402
28. Jorgensen, W. L. J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 2011 10.1021/ja00502a014
29. Burnham, C. J.; Xantheas, S. S. J. Chem. Phys. 2002, 116, 1479 10.1063/1.1423940
30. Parthasarathi, R.; Elango, M.; Subramanian, V.; Sathyamurthy, N. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 3744 10.1021/jp806793e
31. Nauta, K.; Miller, R. E. Science 2000, 287, 293 10.1126/science.287.5451.293
32. Burnham, C. J.; Xantheas, S. S.; Miller, M. A.; Applegate, B. E.; Miller, R. E. J. Chem. Phys. 2002, 117, 1109 10.1063/1.1483259
33. Lewerenz, M.; Schilling, B.; Toennies, J. P. J. Chem. Phys. 1995, 102, 8191 10.1063/1.469231
34. Dong, F.; Miller, R. E. Science 2002, 298, 1227 10.1126/science.1076947
35. Morrison, A. M.; Flynn, S. D.; Liang, T.; Douberly, G. E. J. Phys. Chem. A 2010, 114, 8090 10.1021/jp104545j
36. Gutberlet, A.; Schwaab, G.; Birer, O.; Masia, M.; Kaczmarek, A.; Forbert, H.; Havenith, M.; Marx, D. Science 2009, 324, 1545 10.1126/science.1171753
37. Walewski, L.; Forbert, H.; Marx, D. Comput. Phys. Commun. 2014, 185, 884 10.1016/j.cpc.2013.12.011
38. Pribble, R. N.; Zwier, T. S. Science 1994, 265, 75 10.1126/science.265.5168.75
39. Toennies, J. P.; Vilesov, A. F. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 2622 10.1002/anie.200300611
40. Choi, M. Y.; Douberly, G. E.; Falconer, T. M.; Lewis, W. K.; Lindsay, C. M.; Merritt, J. M.; Stiles, P. L.; Miller, R. E. Int. Rev. Phys. Chem. 2006, 25, 15 10.1080/01442350600625092
41. Stienkemeier, F.; Lehmann, K. K. J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys. 2006, 39, R127 10.1088/0953-4075/39/8/R01
42. Morrison, A. M.; Liang, T.; Douberly, G. E. Rev. Sci. Instrum. 2013, 84, 013102 10.1063/1.4776179
43. Møller, C.; Plesset, M. S. Phys. Rev. 1934, 46, 0618 10.1103/PhysRev.46.618
44. Cizek, J. J. Chem. Phys. 1966, 45, 4256 10.1063/1.1727484
45. Bartlett, R. J.; Musial, M. Rev. Mod. Phys. 2007, 79, 291 10.1103/RevModPhys.79.291
46. Dunning, T. H. J. Chem. Phys. 1989, 90, 1007 10.1063/1.456153
47. Kendall, R. A.; Dunning, T. H.; Harrison, R. J. J. Chem. Phys. 1992, 96, 6796 10.1063/1.462569
48. Allen, W. D.; Yamaguchi, Y.; Csaszar, A. G.; Clabo, D. A.; Remington, R. B.; Schaefer, H. F. Chem. Phys. 1990, 145, 427 10.1016/0301-0104(90)87051-C
49. Clabo, D. A.; Allen, W. D.; Remington, R. B.; Yamaguchi, Y.; Schaefer, H. F. Chem. Phys. 1988, 123, 187 10.1016/0301-0104(88)87271-9
50. Barone, V. J. Chem. Phys. 2004, 120, 3059 10.1063/1.1637580
51. Barone, V.; Carbonniere, P.; Pouchan, C. J. Chem. Phys. 2005, 122, 224308 10.1063/1.1924592
52. 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. J.; Heyd, J.; Brothers, E. N.; Kudin, K. N.; Staroverov, V. N.; Kobayashi, R.; Normand, J.; Raghavachari, K.; Rendell, A. P.; 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.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cioslowski, J.; Fox, D. J. Gaussian 09, Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, USA, 2009.
53. Valiev, M.; Bylaska, E. J.; Govind, N.; Kowalski, K.; Straatsma, T. P.; Van Dam, H. J. J.; Wang, D.; Nieplocha, J.; Apra, E.; Windus, T. L.; de Jong, W. Comput. Phys. Commun. 2010, 181, 1477 10.1016/j.cpc.2010.04.018