DOI QR코드

DOI QR Code

Thermodynamics of Small Electron-Bound Water Clusters

  • Lee, Sik (Center for Computational Biology and Bioinformatics, Korea Institute of Science and Technology Information) ;
  • Lee, Han-Myoung (Center for Superfunctional Materials, Department of Chemistry, Pohang University ofScience and Technology)
  • Published : 2003.06.20

Abstract

The relative stabilities of weak binding clusters are sensitive to temperature due to the entropy effect. Thus, here we report significant changes in relative stabilities between two low-energy electron-water trimer structures and those between three low-energy electron-water pentamer structures, as the temperature increases. The trimer and pentamer show structural changes around 200 K.

Keywords

References

  1. Haberland, H. Solvated Electron Clusters; Springer-Verlag:1995; Vol. II.
  2. Desfrançois, C.; Carles, S.; Schermann, J. P.Chem. Rev. 2000, 100, 3943. https://doi.org/10.1021/cr990061j
  3. Kim, K. S.; Tarakeshwar, P.; Lee,J. Y. Chem. Rev. 2000, 100, 4145. https://doi.org/10.1021/cr990051i
  4. Tarakeshwar, P.; Kim, K. S.J. Mol. Struct. 2002, 615, 227. https://doi.org/10.1016/S0022-2860(02)00221-1
  5. Tarakeshwar, P.; Lee, H. M.; Kim, K. S. Reviews of Modern Quantum Chemistry, Sen, K. D., Ed.; World Scientific: Singapore, 2002; pp 1642-1683.
  6. Posey, L. A.; Johnson, M. A. J. Chem. Phys. 1988, 89, 4807. https://doi.org/10.1063/1.455674
  7. Desfrancois, C.; Khelifa, N.; Lisfi, A.; Schermann, J. P.; Eaton,J. G.; Bowen, K. H. J. Chem. Phys. 1991, 95, 7760. https://doi.org/10.1063/1.461818
  8. Coe, J. V.; Lee, G. H.; Eaton, J. G.; Arnold, S. T.; Sarkas, H. W.; Bowen, K.H.; Ludewigt, C.; Harberland, H.; Worsnop, D. R. J. Chem. Phys. 1990, 92, 3980. https://doi.org/10.1063/1.457805
  9. Campagnola, P. J.; Cyr, D. M.; Johnson, M. A. Chem. Phys. Lett. 1991, 181, 206. https://doi.org/10.1016/0009-2614(91)90356-E
  10. Beyer, M. K.; Fox, B. S.; Reinhard, B. M.; Bondybey, V. E. J. Chem. Phys. 2001, 115, 9288.
  11. Blandamer, M. J.; Fox, M. F. Chem. Rev. 1970, 70, 59. https://doi.org/10.1021/cr60263a002
  12. Serxner, D.; Dessent, C. E. H.; Johnson, M. A. J. Chem. Phys.1996, 105, 7231. https://doi.org/10.1063/1.472529
  13. Baik, J.; Kim, J.; Majumdar, D.; Kim, K. S. J. Chem. Phys.1999, 110, 9116. https://doi.org/10.1063/1.478833
  14. Majumdar, D.; Kim, J.; Kim, K. S. J. Chem.Phys. 2000, 112, 101. https://doi.org/10.1063/1.480565
  15. Kim, J.; Lee, H. M.; Suh, S. B.;Majumdar, D.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 2000, 113, 5259. https://doi.org/10.1063/1.1290016
  16. Lee, H. M.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 2001, 114, 4461. https://doi.org/10.1063/1.1345511
  17. Lee, H. M.; Kim, D.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 2002, 116, 5509.
  18. Drukker, K.; de Leeuw, S. W. Chem. Phys. Lett. 1998, 291, 283. https://doi.org/10.1016/S0009-2614(98)00459-X
  19. Lehr, L.; Zanni, M. T.; Frischkorn, C.; Weinkauf, R.; Neumark, D.M. Science 1999, 284, 635. https://doi.org/10.1126/science.284.5414.635
  20. Ayotte, P.; Weddle, G. H.; Bailey, C. G.; Johnson, M. A.; Vila, F.;Jordan, K. D. J. Chem. Phys. 1999, 110, 6268. https://doi.org/10.1063/1.478531
  21. Bailey, C. G.; Kim, J.; Johnson, M. A. J. Phys. Chem. 1996, 100,16782. https://doi.org/10.1021/jp962268b
  22. Ayotte, P.; Bailey, C. G.; Kim, J.; Johnson, M. A. J. Chem. Phys.1998, 108, 444. https://doi.org/10.1063/1.475406
  23. Tauber, M. J.; Mathies, R. A. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 1394. https://doi.org/10.1021/ja021134a
  24. Desfrancois, C.; Khelifa, N.; Lisfi, A.; Schermann, J. P.; Eaton, J. G.; Bowen, K. H. J. Chem. Phys. 1991, 95, 7760. https://doi.org/10.1063/1.461818
  25. Desfrancois, C.; Baillon, B.; Schermann, J. P.; Arnold, S. T.; Hendricks, J. H.; Bowen, K. H. Phys. Rev. Lett. 1994, 72, 48. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.72.48
  26. Ayotte, P.; Johnson, M. A. J. Chem. Phys. 1997, 106, 811. https://doi.org/10.1063/1.473167
  27. Kim, J.; Becker, I.; Cheshnovsky, O.; Johnson, M. A. Chem. Phys. Lett. 1998, 297, 90. https://doi.org/10.1016/S0009-2614(98)01109-9
  28. Weber, J. M.; Kim, J.; Woronowicz, E. A.; Weddle, G. H.;Becker, I.; Cheshnovsky, O.; Johnson, M. A. Chem. Phys. Lett.2001, 339, 337. https://doi.org/10.1016/S0009-2614(01)00295-0
  29. Novakovskaya, Y. V.; Stepanov, N. F. Chem. Phys. Lett. 2001, 344, 619. https://doi.org/10.1016/S0009-2614(01)00811-9
  30. Kulkarni, S. A.; Bartolotti, L. J.; Pathak, R. K. J. Chem. Phys. 2000, 113, 2697.
  31. Tachikawa, H.; Lund, A.;Ogasawara, M. Can. J. Chem. 1993, 71, 118. https://doi.org/10.1139/v93-017
  32. Kahn, A. J. Chem. Phys. 2003, 118, 1684. https://doi.org/10.1063/1.1531100
  33. Kim, J.; Park, J. M.; Oh, K. S.; Lee, J. Y.; Lee, S.; Kim, K. S. J.Chem. Phys. 1997, 106, 10207. https://doi.org/10.1063/1.474106
  34. Kim, K. S.; Lee, S.; Kim, J.; Lee, J. Y. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 9329. https://doi.org/10.1021/ja9712377
  35. Lee, S.; Kim, J.; Lee, S. J.; Kim, K. S. Phys. Rev. Lett. 1997, 79, 2038. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.79.2038
  36. Kim, K. S.; Park, I.; Lee, S.; Cho, K.; Lee, J. Y.; Kim, J.; Joannopoulos, J.D. Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 956.
  37. Lee, H. M.; Suh, S. B.; Kim, K. S. Bull. Korean Chem. Soc.2000, 21, 555.
  38. Suh, S. B.; Lee, H. M.; Kim, J.; Lee, J. Y.; Kim,K. S. J. Chem. Phys. 2000, 113, 5273. https://doi.org/10.1063/1.1290018
  39. Kim, J.; Lee, J. Y.; Oh, K. S.; Park, J. M.; Lee, S.; Kim, K. S. Phys. Rev. A 1999, 59, R930. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.59.R930
  40. Kim, J.; Suh, S. B.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 1999,111, 10077. https://doi.org/10.1063/1.480326
  41. Lee, H. M.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 2002, 117, 706. https://doi.org/10.1063/1.1483855
  42. Lee, H. M.; Lee, S.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. (in press).
  43. Lee, H. M.; Suh, S. B.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 2003, 118,9981. https://doi.org/10.1063/1.1571515
  44. Lee, H. M.; Suh, S. B.; Lee, J. Y.; Tarakeshwar, P.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 2000, 112, 9759 https://doi.org/10.1063/1.481613
  45. Lee, H. M.; Suh, S. B.; Lee, J. Y.; Tarakeshwar, P.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 2001, 114, 3343. https://doi.org/10.1063/1.1343077
  46. Lee, H. M.; Suh, S. B.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 2001, 114, 10749 https://doi.org/10.1063/1.1374926
  47. Lee, H. M.; Suh, S. B.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 2001, 115, 7331. https://doi.org/10.1063/1.1406534
  48. Kim, K. S.; Mhin, B. J.; Choi, U.-S.; Lee, K. J.Chem. Phys. 1992, 97, 6649. https://doi.org/10.1063/1.463669
  49. Mhin, B. J.; Lee, S. J.; Kim, K. S. Phys. Rev. A 1993, 48, 3764. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.48.3764
  50. Kim, J.; Majumdar, D.; Lee, H.M.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 1999, 110, 9128. https://doi.org/10.1063/1.478834
  51. Kim, J.; Mhin, B. J.; Lee, S. J.; Kim, K. S. Chem. Phys. Lett. 1994, 219, 243. https://doi.org/10.1016/0009-2614(94)87052-7
  52. Kim, J.; Lee, J. Y.; Lee, S.; Mhin, B. J.; Kim, K. S. J. Chem. Phys.1995, 102, 310. https://doi.org/10.1063/1.469404
  53. Kim, J.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 1998, 109,5886. https://doi.org/10.1063/1.477211
  54. Kim, K. S.; Dupuis, M.; Lie, G. C.; Clementi, E. Chem.Phys. Lett. 1986, 131, 451. https://doi.org/10.1016/0009-2614(86)80564-4
  55. Lee, S.; Cho, S. J.; Park, J. K.; Kim, H.-S.; Kim, K. S. Bull.Korean Chem. Soc. 1994, 15, 774.
  56. Mhin, B. J.; Kim, J.; Kim, K. S. Chem. Phy. Lett. 1993, 216, 305. https://doi.org/10.1016/0009-2614(93)90099-M
  57. Kim, K. S.; Lee, S.; Mhin, B. J.; Cho, S. J.; Kim, J. Chem. Phys. Lett. 1993, 216, 309. https://doi.org/10.1016/0009-2614(93)90100-F
  58. Mhin, B. J.; Lee, S.; Cho, S. J.; Lee, K.; Kim, K. S. Chem.Phys. Lett. 1992, 197, 77. https://doi.org/10.1016/0009-2614(92)86025-D
  59. Kim, J.; Lee, S.; Cho, S. J.; Mhin, B. J.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 1995, 102, 839. https://doi.org/10.1063/1.469199
  60. Lee, S.; Kim, J.; Park, J. K.; Kim, K. S. J. Phys. Chem. 1996, 100, 14329. https://doi.org/10.1021/jp960714p
  61. Lee, H. M.; Kim, J.; Lee, S.; Mhin, B. J.; Kim, K. S. J. Chem. Phys.1999, 111, 3995. https://doi.org/10.1063/1.479702
  62. Kim, K. S.; Lee, J. Y.; Choi, H. S.; Kim, J.; Jang, J. H. Chem. Phys. Lett. 1997, 265, 497. https://doi.org/10.1016/S0009-2614(96)01473-X
  63. Tarakeshwar, P.; Lee, J. Y.; Kim, K.S. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 2253. https://doi.org/10.1021/jp9807322
  64. Tarakeshwar, P.; Kim, K. S.; Brutschy, B. J. Chem. Phys. 2000, 112, 1769. https://doi.org/10.1063/1.480774
  65. Lee, J. Y.; Kim, J.; Lee, H. M.; Tarakeshwar, P.; Kim, K. S. J. Chem. Phys.2000, 113, 6160. https://doi.org/10.1063/1.1308553
  66. Tarakeshwar, P.; Kim, K. S.; Brutschy, B. J. Chem. Phys. 2001, 114, 1295. https://doi.org/10.1063/1.1332991
  67. Tarakeshwar, P.; Choi, H. S.; Kim, K. S. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 3323. https://doi.org/10.1021/ja0013531
  68. Manojkumar, T. K.; Choi, H. S.; Tarakeshwar, P.; Kim, K. S. J. Chem. Phys. 2003, 118, 8681. https://doi.org/10.1063/1.1566741
  69. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Gill, P. M. W.;Johnson, B. G.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Keith, T. A.;Petersson, G. A.; Montgomery, J. A.; Raghavachari, K.; Al-Laham, M. A.; Zakrzewski, V. G.; Ortz, J. V.; Forseman, J. B.;Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Nanayakkara, A.; Challacombe,M.; Peng, C. Y.; Ayala, P. Y.; Chen, W.; Wong, M. W.; Andres, J.L.; Replogle, E. S.; Gomperts, R.; Martin, R. L.; Fox, D. J.;Binkely, J. S.; Defrees, D. J.; Baker, J.; Stewart, J. P.; Head-Gordon, M.; Gonzalez, C.; Pople, J. A. Gaussian 94, Rev. A;Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 1995.

Cited by

  1. Quantum Chemical Investigations on Molecular Clusters vol.114, pp.24, 2014, https://doi.org/10.1021/cr4006632
  2. Thermoelectric Power Generation in a Vacuum Cell of Decomposing Liquid Potassium-Ammonia Solutions vol.6, pp.11, 2013, https://doi.org/10.3390/en6115960
  3. Intersystem Electron-Transfer in Di-hydrated Iodide Anion vol.25, pp.6, 2003, https://doi.org/10.5012/bkcs.2004.25.6.937
  4. Ab Initio Molecular Dynamics Simulations of an Excited State of X-(H2O)3 (X = Cl, I) Complex vol.109, pp.42, 2003, https://doi.org/10.1021/jp0512816
  5. Physical Chemistry Research Articles Published in the Bulletin of the Korean Chemical Society: 2003-2007 vol.29, pp.2, 2008, https://doi.org/10.5012/bkcs.2008.29.2.450