A method to calculate NMR -coupling constants from first principles in extended systems is presented. It is based on density functional theory and is formulated within a planewave-pseudopotential framework. The all-electron properties are recovered using the projector augmented wave approach. The method is validated by comparison with existing quantum chemical calculations of solution-state systems and with experimental data. The approach has also been applied to the silicophosphate, , giving -couplings which are in excellent agreement with experiment.
REFERENCES
1.
M. H.
Levitt
, Spin Dynamics: Basics of Nuclear Magnetic Resonance
(Wiley
, New York
, 2001
).2.
3.
J.
Vaara
, J.
Jokisaari
, R. E.
Wasylishen
, and D. L.
Bryce
, Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc.
41
, 233
(2002
).4.
L.
Duma
, W. C.
Lai
, M.
Carravetta
, L.
Emsley
, S. P.
Brown
, and M. H.
Levitt
, ChemPhysChem
5
, 815
(2004
).5.
A.
Kubo
and C.
McDowell
, J. Chem. Phys.
92
, 7156
(1990
).6.
G.
Wu
and R.
Wasylishen
, Inorg. Chem.
31
, 145
(1992
).7.
G.
Wu
and R.
Wasylishen
, Organometallics
11
, 3242
(1992
).8.
G.
Wu
and R.
Wasylishen
, J. Chem. Phys.
98
, 6138
(1993
).9.
G.
Wu
and R.
Wasylishen
, J. Chem. Phys.
100
, 5546
(1994
).10.
K.
Eichele
, G.
Wu
, and R.
Wasylishen
, J. Magn. Reson., Ser. A
101
, 157
(1993
).11.
G.
Wu
and R.
Wasylishen
, Inorg. Chem.
35
, 3113
(1996
).12.
F.
Fayon
, I.
King
, R.
Harris
, K.
Gover
, J.
Evans
, and D.
Massiot
, Chem. Mater.
15
, 2234
(2003
).13.
K.
Eichele
, C.
Nachtigal
, S.
Jung
, H.
Mayer
, E.
Lindner
, and M.
Strobele
, Magn. Reson. Chem.
42
, 807
(2004
).14.
H.
Foucault
, D.
Bryce
, and D.
Fogg
, Inorg. Chem.
45
, 10293
(2006
).15.
R.
Challoner
, T.
Nakai
, and C.
McDowell
, J. Chem. Phys.
94
, 7038
(2006
).16.
J. P.
Amoureux
, J.
Trebosc
, J. W.
Wiench
, D.
Massiot
, and M.
Pruski
, Solid State Nucl. Magn. Reson.
27
, 228
(2005
).17.
C.
Coelho
, T.
Azais
, L.
Bonhomme-Coury
, J.
Maquet
, D.
Massiot
, and C.
Bonhomme
, J. Magn. Reson.
179
, 114
(2006
).18.
S.
Cadars
, A.
Lesage
, M.
Trierweiler
, L.
Heux
, and L.
Emsley
, Phys. Chem. Chem. Phys.
9
, 92
(2007
).19.
C.
Coelho
, T.
Azais
, L.
Bonhomme-Coury
, G.
Laurent
, and C.
Bonhomme
, Inorg. Chem.
46
, 1379
(2007
).20.
G. D.
Paepe
, N.
Giraud
, A.
Lesage
, P.
Hodgkinson
, A.
Bockmann
, and L.
Emsley
, J. Am. Chem. Soc.
125
, 13938
(2003
).21.
S. P.
Brown
, M.
Perez-Torralba
, D.
Sanz
, R. M.
Claramunt
, and L.
Emsley
, Chem. Commun. (Cambridge)
2002
, 1852
.22.
S. P.
Brown
, M.
Perez-Torralba
, D.
Sanz
, R. M.
Claramunt
, and L.
Emsley
, J. Am. Chem. Soc.
124
, 1152
(2002
).23.
S. P.
Brown
and L.
Emsley
, J. Magn. Reson.
171
, 43
(2004
).24.
W. C.
Lai
, N.
McLean
, A.
Gansmüller
, M. A.
Verhoeven
, G. C.
Antonioli
, M.
Carravetta
, L.
Duma
, P. H. M.
Bovee-Geurts
, O. G.
Johannessen
, H. J. M.
de Groot
, J.
Lugtenburg
, L.
Emsley
, S. P.
Brown
, R. C. D.
Brown
, W. J.
DeGrip
, and M. H.
Levitt
, J. Am. Chem. Soc.
128
, 3878
(2006
).25.
S.
Cadars
, A.
Lesage
, N.
Hedin
, B.
Chmelka
, and L.
Emsley
, J. Phys. Chem. B
110
, 16982
(2006
).26.
T. N.
Pham
, J. M.
Griffin
, S.
Masiero
, S.
Leno
, G.
Gottarelli
, P.
Hodgkinson
, C.
Filip
, and S. P.
Brown
, Phys. Chem. Chem. Phys.
9
, 3416
(2007
).27.
A. J.
Dingley
and S.
Grzesiek
, J. Am. Chem. Soc.
120
, 8293
(1998
).28.
A. J.
Dingley
, R. D.
Peterson
, S.
Grzesiek
, and J.
Feigon
, J. Am. Chem. Soc.
127
, 14466
(2005
).29.
V. G.
Malkin
, O.
Malkina
, and D. R.
Salahub
, Chem. Phys. Lett.
22
, 91
(1994
).30.
O.
Malkina
, D. R.
Salahub
, and V. G.
Malkin
, J. Chem. Phys.
105
, 8793
(1996
).31.
T.
Helgaker
, M.
Jaszunski
, and K.
Ruud
, Chem. Rev. (Washington, D.C.)
99
, 293
(1999
).32.
V.
Sychrovský
, J.
Gräfenstein
, and D.
Cremer
, J. Chem. Phys.
113
, 3530
(2000
).33.
P.
Lantto
, J.
Vaara
, and T.
Helgaker
, J. Chem. Phys.
117
, 5998
(2002
).34.
D.
Cremer
and J.
Gräfenstein
, Phys. Chem. Chem. Phys.
9
, 2791
(2007
).35.
Calculation of NMR and EPR Parameters: Theory and Applications
, edited by M.
Kaupp
, M.
Bühl
, and V. G.
Malkin
(Wiley-VCH
, Weinheim
, 2004
).36.
S.
Grzesiek
, F.
Cordier
, V.
Jaravine
, and M.
Barfield
, Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc.
45
, 275
(2004
).37.
J. C.
Facelli
and D. M.
Grant
, Nature (London)
365
, 325
(1993
).38.
C.
Ochsenfeld
, S. P.
Brown
, I.
Schnell
, J.
Gauss
, and H. W.
Spiess
, J. Am. Chem. Soc.
123
, 2597
(2001
).39.
R.
Salzmann
, C. J.
Ziegler
, N.
Godbout
, M. T.
McMahon
, K. S.
Suslick
, and E.
Oldfield
, J. Am. Chem. Soc.
120
, 11323
(1998
).40.
C. J.
Pickard
and F.
Mauri
, Phys. Rev. B
63
, 245101
(2001
).41.
M. C.
Payne
, M. P.
Teter
, D. C.
Allen
, T. A.
Arias
, and J. D.
Joannopoulos
, Rev. Mod. Phys.
64
, 1045
(1992
).42.
M.
Profeta
, F.
Mauri
, and C. J.
Pickard
, J. Am. Chem. Soc.
125
, 541
(2003
).43.
S. E.
Ashbrook
, L. L.
Polles
, R.
Gautier
, C. J.
Pickard
, and R. I.
Walton
, Phys. Chem. Chem. Phys.
8
, 3423
(2006
).44.
I.
Farnan
, E.
Balan
, C. J.
Pickard
, and F.
Mauri
, Am. Mineral.
88
, 1663
(2003
).45.
M.
Benoit
, M.
Profeta
, F.
Mauri
, C. J.
Pickard
, and M. E.
Tuckerman
, J. Phys. Chem. B
109
, 6052
(2005
).46.
T.
Charpentier
, S.
Ispas
, M.
Profeta
, F.
Mauri
, and C. J.
Pickard
, J. Phys. Chem. B
108
, 4147
(2004
).47.
J. R.
Yates
, C. J.
Pickard
, M. C.
Payne
, R.
Dupree
, M.
Profeta
, and F.
Mauri
, J. Phys. Chem. A
108
, 6032
(2004
).48.
J. R.
Yates
, T. N.
Pham
, C. J.
Pickard
, F.
Mauri
, A. M.
Amado
, A. M.
Gil
, and S. P.
Brown
, J. Am. Chem. Soc.
127
, 10216
(2005
).49.
C.
Gervais
, R.
Dupree
, K. J.
Pike
, C.
Bonhomme
, M.
Profeta
, C. J.
Pickard
, and F.
Mauri
, J. Phys. Chem. A
109
, 6960
(2005
).50.
P. E.
Blöchl
, Phys. Rev. B
50
, 17953
(1994
).51.
N. F.
Ramsey
and E. M.
Purcell
, Phys. Rev.
85
, 143
(1952
).52.
N. F.
Ramsey
, Phys. Rev.
91
, 303
(1953
).53.
B. L.
Marquez
, W. H.
Gerwick
, and R. T.
Willianson
, Magn. Reson. Chem.
39
, 449
(2001
).54.
R. A. E.
Edden
and J.
Keeler
, J. Magn. Reson.
166
, 53
(2004
).55.
C. G.
van de Walle
and P. E.
Blöchl
, Phys. Rev. B
47
, 4244
(1993
).56.
H. M.
Petrilli
, P. E.
Blöchl
, P.
Blaha
, and K.
Schwarz
, Phys. Rev. B
57
, 14690
(1998
).57.
58.
X.
Gonze
, Phys. Rev. B
55
, 10337
(1995
).59.
T. Z. R. M.
Dickson
, J. Phys. Chem.
100
, 5286
(1996
).60.
S. J.
Clark
, M. D.
Segall
, C. J.
Pickard
, P. J.
Hasnip
, M. J.
Probert
, K.
Refson
, and M. C.
Payne
, Z. Kristallogr.
220
, 567
(2005
).61.
N.
Troullier
and J. L.
Martins
, Phys. Rev. B
43
, 1993
(1991
).62.
, , , , HCN, HNC, , , , , , , HF, HCl, , , and .
63.
J. P.
Perdew
, K.
Burke
, and M.
Ernzerhof
, Phys. Rev. Lett.
77
, 3865
(1996
).64.
J.
Kaski
, J.
Vaara
, and J.
Jokisaari
, J. Am. Chem. Soc.
118
, 8879
(1996
).65.
D.
Fletcher
, R.
McMeeking
, and D.
Parkin
, J. Chem. Inf. Comput. Sci.
36
, 746
(1996
).67.
M.
Profeta
, M.
Benoit
, F.
Mauri
, and C. J.
Pickard
, J. Am. Chem. Soc.
126
, 12628
(2004
).© 2007 American Institute of Physics.
2007
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.
