Communication: Inside the water wheel: Intrinsic differences between hydrated tetraphenylphosphonium and tetraphenylborate ions - Publikacja - MOST Wiedzy

Wyszukiwarka

Communication: Inside the water wheel: Intrinsic differences between hydrated tetraphenylphosphonium and tetraphenylborate ions

Abstrakt

Tetraphenylphosphonium tetraphenylborate (TPTB) is a common reference electrolyte in physical chemistry of solutions allowing for a convenient partitioning of thermodynamic properties into single-ion contributions. Here, we compute on the basis of ab initio molecular dynamics simulations the infrared (IR) spectra for hydrated constituent ions of the TPTB assumption. Using spectral decomposition techniques, we extract important information pertaining to the state of the hydration water from the IR spectra. Within their physical radii, the ions manage to capture about a dozen H2 O molecules, several of which penetrate deep into the grooves between the tetrahedrally oriented “sails” of the rotating ions. In accordance with previous IR and Raman experiments, we find a considerable blue shift of the νOH stretching band of liquid water by 240 cm−1 for TB, due to the extensive O–H···π hydrogen bonding, which is much weaker for TP. On the other hand, both ions show a second prominent band in the νOH vibration range, only mildly blue shifted with respect to bulk water and attributable to the general distortion of the hydrogen bond network of the neighboring solvent. Finally, spatially resolved IR spectra allow us to pinpoint the exact location around the solutes, from which different IR resonances of the solvent originate.

Cytowania

  • 5

    CrossRef

  • 3

    Web of Science

  • 4

    Scopus

Pełna treść

pobierz publikację
pobrano 3 razy

Licencja

Copyright (AIP Publishing)

Informacje szczegółowe

Kategoria:
Publikacja w czasopiśmie
Typ:
artykuł w czasopiśmie wyróżnionym w JCR
Opublikowano w:
JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS nr 149, wydanie 17, strony 1 - 16,
ISSN: 0021-9606
Język:
angielski
Rok wydania:
2018
Opis bibliograficzny:
Leśniewski M., Śmiechowski M.: Communication: Inside the water wheel: Intrinsic differences between hydrated tetraphenylphosphonium and tetraphenylborate ions// JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS. -Vol. 149, iss. 17 (2018), s.1-16
DOI:
Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.1063/1.5056237
Bibliografia: test
  1. P. Hunenberger and M. Reif, Single-Ion Solvation: Experimental and Theoretical Ap- proaches to Elusive Thermodynamic Quantities (The Royal Society of Chemistry, Cam- bridge, 2011). otwiera się w nowej karcie
  2. T. T. Duignan, M. D. Baer, G. K. Schenter, and C. J. Mundy, Chem. Sci. 8, 6131 (2017). otwiera się w nowej karcie
  3. A. L. Rockwood, ChemPhysChem 16, 1978 (2015). otwiera się w nowej karcie
  4. M. D. Tissandier, K. A. Cowen, W. Y. Feng, E. Gundlach, M. H. Cohen, A. D. Earhart, J. V. Coe, and T. R. Tuttle, J. Phys. Chem. B 102, 7787 (1998). otwiera się w nowej karcie
  5. T. Pollard and T. L. Beck, J. Chem. Phys. 140, 224507 (2014). otwiera się w nowej karcie
  6. C. Kalidas, G. Hefter, and Y. Marcus, Chem. Rev. 100, 819 (2000). otwiera się w nowej karcie
  7. Y. Marcus, Pure Appl. Chem. 58, 1721 (1986). otwiera się w nowej karcie
  8. B. G. Cox and A. J. Parker, J. Am. Chem. Soc. 95, 402 (1973). otwiera się w nowej karcie
  9. R. Alexander, A. J. Parker, J. H. Sharp, and W. E. Waghorne, J. Am. Chem. Soc. 94, 1148 (1972). otwiera się w nowej karcie
  10. Y. Marcus and G. Hefter, Chem. Rev. 104, 3405 (2004). otwiera się w nowej karcie
  11. G. Hefter and Y. Marcus, J. Solution Chem. 26, 249 (1997). otwiera się w nowej karcie
  12. H. D. B. Jenkins and Y. Marcus, Chem. Rev. 95, 2695 (1995). otwiera się w nowej karcie
  13. E. Grunwald, G. Baughman, and G. Kohnstam, J. Am. Chem. Soc. 82, 5801 (1960). otwiera się w nowej karcie
  14. Y. Marcus, G. Hefter, and T. Chen, J. Chem. Thermodynamics 32, 639 (2000). otwiera się w nowej karcie
  15. Y. Marcus, Ion Properties (Marcel Dekker, Inc., New York, 1997).
  16. Y. Marcus, J. Chem. Soc., Faraday Trans. 83, 339 (1987).
  17. Y. Marcus, J. Chem. Soc., Faraday Trans. 83, 2985 (1987).
  18. M. H. Abraham and Y. Marcus, J. Chem. Soc., Faraday Trans. 82, 3255 (1986). otwiera się w nowej karcie
  19. O. Carrier, E. H. G. Backus, N. Shahidzadeh, J. Franz, M. Wagner, Y. Nagata, M. Bonn, and D. Bonn, J. Phys. Chem. Lett. 7, 825 (2016). otwiera się w nowej karcie
  20. R. Scheu, B. M. Rankin, Y. Chen, K. C. Jena, D. Ben-Amotz, and S. Roke, Angew. Chem. Int. Ed. 53, 9560 (2014). otwiera się w nowej karcie
  21. M. C. R. Symons, Phys. Chem. Chem. Phys. 1, 113 (1999). otwiera się w nowej karcie
  22. J. Stangret and E. Kamieńska-Piotrowicz, J. Chem. Soc., Faraday Trans. 93, 3463 (1997). otwiera się w nowej karcie
  23. C. Jolicoeur, N. D. The, and A. Cabana, Can. J. Chem. 49, 2008 (1971). otwiera się w nowej karcie
  24. J. F. Coetzee and W. R. Sharpe, J. Phys. Chem. 76, 3141 (1971). otwiera się w nowej karcie
  25. W. Wachter, R. Buchner, and G. Hefter, J. Phys. Chem. B 110, 5147 (2006). otwiera się w nowej karcie
  26. T. T. Duignan, M. D. Baer, and C. J. Mundy, J. Chem. Phys. 148, 222819 (2018). otwiera się w nowej karcie
  27. J. Schamberger and R. J. Clarke, Biophys. J. 82, 3081 (2002). otwiera się w nowej karcie
  28. R. Schurhammer, E. Engler, and G. Wipff, J. Phys. Chem. B 105, 10700 (2001). otwiera się w nowej karcie
  29. R. Schurhammer and G. Wipff, J. Phys. Chem. A 104, 11159 (2000). otwiera się w nowej karcie
  30. R. Schurhammer and G. Wipff, New J. Chem. 23, 381 (1999). otwiera się w nowej karcie
  31. R. C. Remsing, T. T. Duignan, M. D. Baer, G. K. Schenter, C. J. Mundy, and J. D. Weeks, J. Phys. Chem. B 122, 3519 (2018). otwiera się w nowej karcie
  32. T. T. Duignan, M. D. Baer, G. K. Schenter, and C. J. Mundy, J. Chem. Phys. 147, 161716 (2017). otwiera się w nowej karcie
  33. D. Marx and J. Hutter, Ab Initio Molecular Dynamics (Cambridge University Press, Cam- bridge, 2009). otwiera się w nowej karcie
  34. M.Śmiechowski, J. Phys. Chem. B 122, 3141 (2018). otwiera się w nowej karcie
  35. J. Hutter, M. Iannuzzi, F. Schiffmann, and J. VandeVondele, WIREs Comput. Mol. Sci. 4, 15 (2014). otwiera się w nowej karcie
  36. The cp2k Developers Group, cp2k v. 2.3 (2001-2012), http://www.cp2k.org/. otwiera się w nowej karcie
  37. J. VandeVondele, M. Krack, F. Mohamed, M. Parrinello, T. Chassaing, and J. Hutter, Comp. Phys. Commun. 167, 103 (2005). otwiera się w nowej karcie
  38. A. D. Becke, Phys. Rev. A 38, 3098 (1988). otwiera się w nowej karcie
  39. C. Lee, W. Yang, and R. G. Parr, Phys. Rev. B 37, 785 (1988). otwiera się w nowej karcie
  40. S. Grimme, J. Antony, S. Ehrlich, and H. Krieg, J. Chem. Phys. 132, 154104 (2010). otwiera się w nowej karcie
  41. S. Goedecker, M. Teter, and J. Hutter, Phys. Rev. B 54, 1703 (1996). otwiera się w nowej karcie
  42. G. Lippert, J. Hutter, and M. Parrinello, Mol. Phys. 92, 477 (1997). otwiera się w nowej karcie
  43. P. Gasparotto, A. A. Hassanali, and M. Ceriotti, J. Chem. Theory Comput. 12, 1953 (2016). otwiera się w nowej karcie
  44. R. Jonchiere, A. P. Seitsonen, G. Ferlat, A. M. Saitta, and R. Vuilleumier, J. Chem. Phys. 135, 154503 (2011). otwiera się w nowej karcie
  45. G. J. Martyna, M. L. Klein, and M. Tuckerman, J. Chem. Phys. 97, 2635 (1992). otwiera się w nowej karcie
  46. N. Marzari and D. Vanderbilt, Phys. Rev. B 56, 12847 (1997). otwiera się w nowej karcie
  47. P. L. Silvestrelli and M. Parrinello, Phys. Rev. Lett. 82, 3308 (1999). otwiera się w nowej karcie
  48. M. Heyden, J. Sun, S. Funkner, G. Mathias, H. Forbert, M. Havenith, and D. Marx, Proc. otwiera się w nowej karcie
  49. Y. Nagata and S. Mukamel, J. Am. Chem. Soc. 132, 6434 (2010). otwiera się w nowej karcie
  50. M.Śmiechowski, J. Krakowiak, P. Bruździak, and J. Stangret, Phys. Chem. Chem. Phys. 19, 9270 (2017). otwiera się w nowej karcie
  51. M.Śmiechowski, J. Sun, H. Forbert, and D. Marx, Phys. Chem. Chem. Phys. 17, 8323 (2015). otwiera się w nowej karcie
  52. M.Śmiechowski, H. Forbert, and D. Marx, J. Chem. Phys. 139, 014506 (2013). otwiera się w nowej karcie
  53. C. Jolicoeur, P. R. Philip, G. Perron, P. A. Leduc, and J. E. Desnoyers, Can. J. Chem. 50, 3167 (1972). otwiera się w nowej karcie
  54. G. Kalfoglou and L. H. Bowen, J. Phys. Chem. 73, 2728 (1969). otwiera się w nowej karcie
  55. J. F. Skinner and R. M. Fuoss, J. Phys. Chem. 68, 1882 (1964).
  56. B. Berglund, J. Lindgren, and J. Tegenfeldt, J. Mol. Struct. 43, 169 (1978). otwiera się w nowej karcie
  57. K. P. Gierszal, J. G. Davis, M. D. Hands, D. S. Wilcox, L. V. Slipchenko, and D. Ben- Amotz, J. Phys. Chem. Lett. 2, 2930 (2011). otwiera się w nowej karcie
  58. P. N. Perera, K. R. Fega, C. Lawrence, E. J. Sundstrom, J. Tomlinson-Phillips, and D. Ben-Amotz, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 106, 12230 (2009). otwiera się w nowej karcie
  59. T. Ohto, H. Tada, and Y. Nagata, Phys. Chem. Chem. Phys. 20, 12979 (2018). otwiera się w nowej karcie
  60. R. Kumar, J. R. Schmidt, and J. L. Skinner, J. Chem. Phys. 126, 204107 (2007). otwiera się w nowej karcie
  61. A. Choudhary and A. Chandra, Phys. Chem. Chem. Phys. 18, 6132 (2016). otwiera się w nowej karcie
  62. M. Allesch, E. Schwegler, and G. Galli, J. Phys. Chem. B 111, 1081 (2007). otwiera się w nowej karcie
  63. B. Berglund, J. Lindgren, and J. Tegenfeldt, J. Mol. Struct. 43, 179 (1978). otwiera się w nowej karcie
  64. M.Śmiechowski, Mol. Phys. 114, 1831 (2016). otwiera się w nowej karcie
  65. E. Anim-Danso, Y. Zhang, and A. Dhinojwala, J. Phys. Chem. C 120, 3741 (2016). otwiera się w nowej karcie
  66. M. D. Ward, Struct. Bond. 132, 1 (2009).
  67. P. Ball and J. E. Hallsworth, Phys. Chem. Chem. Phys. 17, 8297 (2015). otwiera się w nowej karcie
  68. R. L. Baldwin, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 111, 13052 (2014). otwiera się w nowej karcie
  69. P. Ball, Chem. Rev. 108, 74 (2008). otwiera się w nowej karcie
  70. L. R. Pratt, Annu. Rev. Phys. Chem. 53, 409 (2002). otwiera się w nowej karcie
  71. V. V. Yaminsky and E. A. Vogler, Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 6, 342 (2001). otwiera się w nowej karcie
  72. J. L. Finney and A. K. Soper, Chem. Soc. Rev. 23, 1 (1994). otwiera się w nowej karcie
  73. J. Grdadolnik, F. Merzel, and F. Avbelj, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 114, 322 (2017). otwiera się w nowej karcie
  74. M. Ahmed, A. K. Singh, and J. A. Mondal, Phys. Chem. Chem. Phys. 18, 2767 (2016). otwiera się w nowej karcie
  75. J. G. Davis, K. P. Gierszal, P. Wang, and D. Ben-Amotz, Nature 491, 582 (2012). otwiera się w nowej karcie
  76. P. A. Pieniazek and J. Stangret, Vib. Spectrosc. 39, 81 (2005). otwiera się w nowej karcie
  77. J. Stangret and T. Gampe, J. Phys. Chem. B 103, 3778 (1999). otwiera się w nowej karcie
  78. M. Heyden, J. Sun, H. Forbert, G. Mathias, M. Havenith, and D. Marx, J. Phys. Chem. otwiera się w nowej karcie
Weryfikacja:
Politechnika Gdańska

wyświetlono 23 razy

Publikacje, które mogą cię zainteresować

Meta Tagi