Interaction of Li+, Na+, K+ ions with dimethyl ether and water molecules ab initio/3G

Authors: Kruglyak Yu.A.

Year: 2013

Issue: 15

Pages: 202-212

Abstract

Potential energy surfaces of the interaction between Li+, Na+ и K+ ions and dimethyl ether and water molecules are computed ab initio with modified 3G basis. Electronic and spatial structure of the complexes and the physical nature of bonding are discussed.

Tags: ab initio; alkali metal ions; dimethyl ether; water

Bibliography

  1. Pullman A., Giessner-Prettre C., Kruglyak Yu.A. Cation binding to “crown” ethers: An ab initio model study // Chem. Phys. Letters. – 1975. – V. 35. – N 2. – 156 – 160.
  2. Кругляк Ю.А. Электронно-конформационный механизм взаимодействия иона Li+ с 12-короной-4 // Доклады АН УССР. – 1976. – Серия А. – № 5. – C. 441 – 445.
  3. Hui Hou, Xingye Zeng, Xiaoping Liu. DFT study of a series of crown-4 ethers and their selectivity trend for alkali metal cations: Li+ and Na+. – J. Molec.Modeling. – 2009. – V. 15, N 2. – P. 105 – 111.
  4. Ю.А.Овчинников, В.Т.Иванов, А.М.Шкроб. Мембрано-активные комплексоны. – М.: Наука. – 1974.
  5. Hille Bertil. Ion Channels of Excitable Membranes. – Sunderland, Mass.: Sinauer Associates. 3rd Edition. – 2007.
  6. Perricaudet M., Pullman A. SCF ab initio molecular orbital study on the relative affinities of peptide and ester carbonyl groups for Na+ and K+ ions // FEBS Letters. – 1973. – V. 34, N 2. – P. 222 – 226.
  7. Port G.N.J., Baudet J. GAUSS-100 // Institut de Biologie Physico-Chimique, Paris. – 1973.
  8. www.gaussian.com
  9. Hehre W.J., Ditchfield R., Stewart R.F., Pople J.A. Self-Consistent Molecular Orbital Methods. IV. Use of Gaussian Expansions of Slater Type Atomic Orbitals. Extension to Second Row Molecules // J. Chem. Phys. – 1970. – V. 52. – P. 2769.
  10. Кругляк Ю.А. Взаимодействие ионов Li+, Na+ и K+ с молекулами диметилового эфира и воды ab initio/3G // Препринт Института теоретической физики АН УССР. – 1976. – № 114. – 26 с.
  11. Pullman A. Ab initio studies on the binding of Na+ and K+ to the fundamental components of depsipeptides // Intern. J. Quantum Chem. Quantum Biol. Symp. – 1974.– V. 1. – P. 33 – 42.
  12. Rode B.M., Preuss H., Schuster P. Ionic Solvation in Fromic Acid. A Comparison of Nonempirical and Semiempirical Results for the Cation-Solvent Complexes // Chem. Phys. Letters. – 1975. – V. 32, N 1. – P. 34 – 37.
  13. Kimura K., Kubo M. Structures of dimethyl ether and methyl alcohol // J. Chem. Phys. – 1959. V. 30, N 1. – P. 151 – 158.
  14. Kasai P.H., Myers R.J. Microwave spectrum, structure, and internal rotation of dimethyl ether // J. Chem. Phys. – 1959. – V. 30. – P. 1096.
  15. Lide David R.(Editor-in-Chief). Handbook of Chemistry and Physics // New York: CRC Press. 90th Edition. – 2010.
  16. Watanabe K., Nakayama T., Mottl J. Ionization potentials of some molecules // J. Quant. Spectr. Radiative Transfer. – 1962. – V. 2. – P. 369.
  17. Вилесов Ф.И. Первые адиабатические потенциалы ионизации и внутримолекулярные индукционные взаимодействия // Успехи фотоники.- Ленинград: Из-во ЛГУ. – 1969. – В. 1. – С. 5 – 45.
  18. Hernandez G.J. Vacuum ultraviolet absorption spectrum of dimethyl ether // J. Chem. Phys. – 1963. – V. 38. – P.1644 – 1646.
  19. Cradock S., Whiteford R.A. Photoelectron spectra of the methyl, silyl and germyl derivatives of the group VI elements // J. Chem. Soc., Faraday Trans. Рart II. – 1972. – V. 68. – P. 281 –288.
  20. Вовна В.И., Вилесов Ф.И. Фотоэлектронная спектроскопия свободных молекул. Структура и взаимодействие молекулярных орбиталей // Успехи фотоники. – Ленинград: Из-во ЛГУ. – 1975. – В. 5. – С. 3 – 149.
  21. Dewar M.J.S., Worley S.D. Photoelectron spectra of molecules. I. Ionization potentials of some organic molecules and their interpretation // J. Chem. Phys. – 1969. – V.50, N 2. – P. 654 – 667.
  22. Вилесов Ф.И., Клейменов В.И., Чижов Ю.В. Фотоэлектронная спектроскопия // Успехи фотоники. – Ленинград: Из-во ЛГУ. – 1971. – В. 2. – С. 3 – 40.
  23. Sanger R., Steiger O., Gachter K. Temperatureffect der Molekularpolarisation einiger Gase und Dämpfe // Helv. Phys. Acta. – 1932. – V. 5. – P. 200 – 210.
  24. Bonaccorsi R., Petrongolo C., Scrocco E., Tomasi J. Minimal basis set SCF calculations for the threemembered ring molecules C3H6, C2H4NH, C2H4O, C2H4NH2 +, C3H4 // Quantum aspects of heterocyclic compounds in chemistry and biochemistry. – Jerucalem: The Israel academy of sciences and humanities. – 1970. – P. 181.
  25. Scrocco E., Tomasi J. The electrostatic molecular potential as a tool for the interpretation of some molecular properties // Topics in current chemistry. – Berlin: Springer-Verlag. – 1973. – N 42. – P. 95.
  26. Kistenmacher H., Popkie H., Clementi E. Study of the Structure of Molecular Complexes. II. Energy Surfaces for a Water Molecule in the Field of a Sodium or Potassium Cation // J. Chem. Phys., 1973. – V. 58. – P. 1689 – 1699.
  27. Regis A., Corset J. Stude par spectroscopie infrarouge de la solvation preferentielle du cationu Li // Canad. J. Chem. – 1973. – V. 51, N 21. – P. 3577 – 3587.
  28. Munson M.S.B. Proton affinities and the methyl inductive effect // J. Amer. Chem. Soc. – 1965. – V. 87. – P. 2332 – 2336.
  29. Pullman A., Brochen P. On the Origin of the Reverse Order of intrinsic affinities H+ and Li+ in the series NH3 to N(CH3)3 // Chem. Phys. Letters. – 1975. – V. 34, N 1. – P. 7 – 10.
  30. Dzidic I., Kebarle P. Hydratation of alkali ions in the gas phase. Enthalpies and entropies of reactions M+(H20)n-1 + H20 = M+(H20)n // J. Phys. Chem. – 1970. – V. 74, N 7. – P. 1466 – 1471.
  31. Пинчук В.М., Долгушин М.Д., Кругляк Ю.А. К вычислению ab initio энергии взаимодействия между системами, описываемыми ограниченными базисами // Препринт Института теоретической физики АН УССР. – 1974. – № 127.
  32. Пинчук В.М., Кругляк Ю.А., Долгушин М.Д. Пространственное и электронное строение комплексов ионов Li+, Na+, Be2+ и Mg2+ с молекулами HF, H2O и NH3 // Теорет. экспер. химия. – 1976. – Т. 12, № 2. – С. 155 – 162; Препринт Института теоретической физики АН УССР. – 1974. – № 128.
  33. Долгушин М.Д., Кругляк Ю.А., Пинчук В.М. О неэмпирических расчетах молекул в ограниченных базисах гауссовых функций // Препринт Института теоретической физики АН УССР. –1976. – № 48.
  34. Измайлов Н.А., Кругляк Ю.А. К вопросу о сольватации ионов // Доклады Академии Наук СССР. –1960. – Т. 134, № 6. – С. 1390 – 1393.
  35. Кругляк Ю.А. Теория сольватации ионов с внешними замкнутыми sp-оболочками // Труды хим. фак-та и н.-и. ин-та химии Харьковского гос. ун-та. – 1963. – Т. 19, С. 172 – 178.
  36. Кругляк Ю.А., Бугрий Г.И., Шустер П., Бейер А. К анализу взаимодействия иона лития с молекулой азота // Сб. “Физика молекул”.– Киев: Наукова думка. – 1978. – В. 6. – С. 61 –
  37. Препринт Института теоретической физики АН УССР. – 1975. – № 127.
  38. Pullman A., Schuster P. Model studies on the binding of metal cations to macrocyclic ligands. I. The interaction of Li+ with carbonyl groups // Chem. Phys. Letters. – 1974. – V. 24, N 4. – P. 472 – 477.
  39. Pople J.A., Beveridge D.L. Approximate Molecular Orbital Theory. – N.Y.: McGraw-Hill. – 1970.
  40. Gupta A., Rao. C.N.R. CNDO/2 Studies of Ion Solvation // J. Phys. Chem. – 1973. – V. 77, N 19. – P. 2888 – 2896.
  41. de Voe H., Tinoco Jr. I. The stability of helical polynucleotides base contributions // J. Molec. Biology. – 1962. – V. 4. – P. 500 – 517.
  42. McClellan A.L. Tables of experimantal dipole moments. – San Franscisco: Freeman and Co. – 1963.
Download full text (PDF)