For et 2-atomig molekyl er det bare to frihetsgrader som skyldes rotasjon. Disse oppstår ved at molekylet kan rotere rundt to akser, begge vinkelrett til aksen som forbinder de to atomene. Rotasjon om denne aksen er neglisjerbart da atomene er så små at treghetsmomentet om aksen kan sees bort fra. Dermed vil den molare varmekapasiteten for slike molekyl bli = (3/2 + 2/2) = (5/2). Først ved veldig høye temperaturer vil de to frihetsgradene som skyldes vibrasjon, bidra. Det er en konsekvens lav Boltzmann-fordelingen. Ved slike høye temperaturer blir da varmekapasiteten = (7/2).