We present infrared spectra of mass-selected C10H8·(H2O)n·Arm cluster anions (n = 1–6) obtained by Ar predissociation spectroscopy. The experimental spectra are compared with predicted spectra from density functional theory calculations. The OH groups of the water ligands are involved in H-bonds to other water molecules or to the π system of the naphthalene anion, which accommodates the excess electron. The interactions in the water network are generally found to be more important than those between water molecules and the ion. For 2 ≤ n ≤ 4 the water molecules form single layer water networks on one side of the naphthalene anion, while for n = 5 and 6, cage and multilayer structures become more energetically favorable. For cluster sizes with more than 3 water molecules, multiple conformers are likely to be responsible for the experimental spectra.

1.
C.
Desfrancois
,
H.
Abdoul-Carime
,
N.
Khelifa
, and
J. P.
Schermann
,
Phys. Rev. Lett.
73
,
2436
(
1994
).
2.
H.
Haberland
,
H.
Langosch
,
H. G.
Schindler
, and
D. R.
Worsnop
,
J. Phys. Chem.
88
,
3903
(
1984
).
3.
P. D.
Burrow
,
J. A.
Michejda
, and
K. D.
Jordan
,
J. Chem. Phys.
86
,
9
(
1987
).
4.
J.
Schiedt
,
W. J.
Knott
,
K.
Le Barbu
,
E. W.
Schlag
, and
R.
Weinkauf
,
J. Chem. Phys.
113
,
9470
(
2000
).
5.
K.
Le Barbu
,
J.
Schiedt
,
R.
Weinkauf
,
E. W.
Schlag
,
J. M.
Nilles
,
S. J.
Xu
,
O. C.
Thomas
, and
K. H.
Bowen
,
J. Chem. Phys.
116
,
9663
(
2002
).
6.
S. A.
Lyapustina
,
S. K.
Xu
,
J. M.
Nilles
, and
K. H.
Bowen
,
J. Chem. Phys.
112
,
6643
(
2000
).
7.
M.
Tschurl
,
U.
Boesl
, and
S.
Gilb
,
J. Chem. Phys.
125
,
194310
(
2006
).
8.
J.
Schiedt
and
R.
Weinkauf
,
Chem. Phys. Lett.
266
,
201
(
1997
).
9.
T.
Maeyama
,
T.
Oikawa
,
K.
Seguchi
, and
W.
Mikami
,
J. Phys. Chem. A
101
,
8371
(
1997
).
10.
U.
Schindewolf
and
B.
Neumann
,
J. Phys. Chem.
83
,
423
(
1979
).
11.
A.
Carrington
,
F.
Dravnieks
, and
M. C. R.
Symons
,
J. Chem. Soc.
1959
,
947
.
12.
D. E.
Paul
,
D.
Lipkin
, and
S. I.
Weissman
,
J. Am. Chem. Soc.
78
,
116
(
1956
).
13.
D.
Lipkin
,
D. E.
Paul
,
J.
Townsend
, and
S. I.
Weissman
,
Science
117
,
534
(
1953
).
14.
J. R.
Jezorek
and
H. B.
Mark
,
J. Phys. Chem.
74
,
1627
(
1970
).
15.
B.
Fraboni
,
P.
Cosseddu
,
Y. Q.
Wang
,
R. K.
Schulze
,
Z. F.
Di
,
A.
Cavallini
,
M.
Nastasi
, and
A.
Bonfiglio
,
Org. Electron.
12
,
1552
(
2011
).
16.
D.
Simeone
,
M.
Rapisarda
,
G.
Fortunato
,
A.
Valletta
, and
L.
Mariucci
,
Org. Electron.
12
,
447
(
2011
).
17.
O. D.
Jurchescu
,
J.
Baas
, and
T. T. M.
Palstra
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
052102
(
2005
).
18.
M. J.
Allen
,
V. C.
Tung
, and
R. B.
Kaner
,
Chem. Rev.
110
,
132
(
2010
).
19.
G. A.
Kimmel
,
J.
Matthiesen
,
M.
Baer
,
C. J.
Mundy
,
N. G.
Petrik
,
R. S.
Smith
,
Z.
Dohnalek
, and
B. D.
Kay
,
J. Am. Chem. Soc.
131
,
12838
(
2009
).
20.
L. W.
Bruch
,
M. W.
Cole
, and
H. Y.
Kim
,
J. Phys.: Condens. Matter
22
,
304001
(
2010
).
21.
M. A.
Duncan
,
Int. Rev. Phys. Chem.
22
,
407
(
2003
).
22.
W. H.
Robertson
and
M. A.
Johnson
,
Annu. Rev. Phys. Chem.
54
,
173
(
2003
).
23.
E. J.
Bieske
and
O.
Dopfer
,
Chem. Rev.
100
,
3963
(
2000
).
24.
O.
Dopfer
,
Int. Rev. Phys. Chem.
22
,
437
(
2003
).
25.
T.
Ebata
,
A.
Fujii
, and
N.
Mikami
,
Int. Rev. Phys. Chem.
17
,
331
(
1998
).
26.
H.
Kawamata
,
T.
Maeyama
, and
N.
Mikami
,
Chem. Phys. Lett.
370
,
535
(
2003
).
27.
H.
Schneider
,
K. M.
Vogelhuber
, and
J. M.
Weber
,
J. Chem. Phys.
127
,
114311
(
2007
).
28.
J. M.
Weber
and
H.
Schneider
,
J. Chem. Phys.
120
,
10056
(
2004
).
29.
R. G.
Parr
and
W.
Yang
,
Density-Functional Theory of Atoms and Molecules
(
Oxford University Press
,
New York
,
1989
).
30.
A. D.
Becke
,
Phys. Rev. A
38
,
3098
(
1988
).
31.
C. T.
Lee
,
W. T.
Yang
, and
R. G.
Parr
,
Phys. Rev. B
37
,
785
(
1988
).
32.
S.
Grimme
,
J. Comput. Chem.
25
,
1463
(
2004
).
33.
R.
Ahlrichs
,
M.
Bär
,
M.
Häser
,
H.
Horn
, and
C.
Kölmel
,
Chem. Phys. Lett.
162
,
165
(
1989
).
34.
F.
Weigend
,
M.
Häser
,
H.
Patzelt
, and
R.
Ahlrichs
,
Chem. Phys. Lett.
294
,
143
(
1998
).
35.
P.
Deglmann
,
F.
Furche
, and
R.
Ahlrichs
,
Chem. Phys. Lett.
362
,
511
(
2002
).
36.
P.
Deglmann
and
F.
Furche
,
J. Chem. Phys.
117
,
9535
(
2002
).
37.
E.
Cane
,
P.
Palmieri
,
R.
Tarroni
,
A.
Trombetti
, and
N. C.
Handy
,
Gazz. Chim. Ital.
126
,
289
(
1996
).
38.
D. M.
Hanson
and
A. R.
Gee
,
J. Chem. Phys.
51
,
5052
(
1969
).
39.
E.
Cane
,
A.
Miani
, and
A.
Trombetti
,
J. Phys. Chem. A
111
,
8218
(
2007
).
40.
S. A.
Corcelli
,
J. A.
Kelley
,
J. C.
Tully
, and
M. A.
Johnson
,
J. Phys. Chem. A
106
,
4872
(
2002
).
41.
H.
Schneider
,
A. D.
Boese
, and
J. M.
Weber
,
J. Chem. Phys.
123
,
084307
(
2005
).
42.
D. M.
Neumark
,
K. R.
Lykke
,
T.
Andersen
, and
W. C.
Lineberger
,
J. Chem. Phys.
83
,
4364
(
1985
).
43.
J. M.
Weber
,
W. H.
Robertson
, and
M. A.
Johnson
,
J. Chem. Phys.
115
,
10718
(
2001
).
44.
H.
Schneider
,
K. M.
Vogelhuber
,
F.
Schinle
,
J. F.
Stanton
, and
J. M.
Weber
,
J. Phys. Chem. A
112
,
7498
(
2008
).
45.
C. L.
Adams
,
H.
Schneider
, and
J. M.
Weber
,
J. Phys. Chem. A
114
,
4017
(
2010
).
46.
B. M.
Elliott
,
L. R.
McCunn
, and
M. A.
Johnson
,
Chem. Phys. Lett.
467
,
32
(
2008
).
47.
C. E.
Klots
,
J. Chem. Phys.
83
,
5854
(
1985
).
48.
C. L.
Adams
,
H.
Schneider
,
K. M.
Ervin
, and
J. M.
Weber
,
J. Chem. Phys.
130
,
074307
(
2009
).
49.
N. I.
Hammer
,
J. R.
Roscioli
,
M. A.
Johnson
,
E. M.
Myshakin
, and
K. D.
Jordan
,
J. Phys. Chem. A
109
,
11526
(
2005
).
50.
E. A.
Price
,
N. I.
Hammer
, and
M. A.
Johnson
,
J. Phys. Chem. A
108
,
3910
(
2004
).
51.
A. L.
Nicely
,
D. J.
Miller
, and
J. M.
Lisy
,
J. Am. Chem. Soc.
131
,
6314
(
2009
).
52.
H.
Motegi
,
T.
Takayanagi
,
T.
Tsuneda
,
K.
Yagi
,
R.
Nakanishi
, and
T.
Nagata
,
J. Phys. Chem. A
114
,
8939
(
2010
).
53.
R.
Nakanishi
and
T.
Nagata
,
J. Chem. Phys.
130
,
224309
(
2009
).
54.
O.
Rodriguez
and
J. M.
Lisy
,
J. Phys. Chem. Lett.
2
,
1444
(
2011
).
55.
J. D.
Rodriguez
and
J. M.
Lisy
,
Int. J. Mass Spectrom.
283
,
135
(
2009
).
56.
T. L.
Guasco
,
B. M.
Elliott
,
M. A.
Johnson
,
J.
Ding
, and
K. D.
Jordan
,
J. Phys. Chem. Lett.
1
,
2396
(
2010
).
57.
J. M.
Weber
,
J. A.
Kelley
,
W. H.
Robertson
, and
M. A.
Johnson
,
J. Chem. Phys.
114
,
2698
(
2001
).
58.
S. S.
Xantheas
,
J. Phys. Chem.
100
,
9703
(
1996
).
59.
N. I.
Hammer
,
J. W.
Shin
,
J. M.
Headrick
,
E. G.
Diken
,
J. R.
Roscioli
,
G. H.
Weddle
, and
M. A.
Johnson
,
Science
306
,
675
(
2004
).
60.
J.
Kim
and
K. S.
Kim
,
J. Chem. Phys.
109
,
5886
(
1998
).
61.
E. G.
Diken
,
W. H.
Robertson
, and
M. A.
Johnson
,
J. Phys. Chem. A
108
,
64
(
2004
).
62.
J. C.
Marcum
and
J. M.
Weber
,
J. Phys. Chem. A
114
,
8933
(
2010
).
63.
J. C. M.
Henning
,
J. Chem. Phys.
44
,
2139
(
1966
).
64.
A.
Singh
,
H. D.
Gesser
, and
A. R.
Scott
,
Chem. Phys. Lett.
2
,
271
(
1968
).
65.
See supplementary material at http://dx.doi.org/10.1063/1.4750371 for an overview of all minimum energy structures found in our calculations.

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.