回転準位
である。分子の慣性主軸まわりの主慣性モーメントを IA, IB, IC とすると、角運動量ベクトル L = (La, Lb, Lc) は角速度ベクトル ω = (ωa, ωb, ωc) と
( L a , L b , L c ) = ( I A ω a , I B ω b , I C ω c ) {\displaystyle (L_{a},L_{b},L_{c})=(I_{A}\omega _{a},I_{B}\omega _{b},I_{C}\omega _{c})}
の関係にあるので、分子の回転運動のエネルギー R は慣性主軸まわりの角運動量と主慣性モーメントにより
R = L a 2 2 I A + L b 2 2 I B + L c 2 2 I C {\displaystyle R={\frac {L_{a}^{2}}{2I_{A}}}+{\frac {L_{b}^{2}}{2I_{B}}}+{\frac {L_{c}^{2}}{2I_{C}}}}
と表される。分子に固定され、分子と共に回転する分子の慣性主軸 a, b, c は
I A ≤ I B ≤ I C {\displaystyle I_{A}\leq I_{B}\leq I_{C}}
となるように選ぶのがふつうである。
回転状態間の遷移を回転遷移という。回転遷移は非弾性衝突(衝突遷移)や、ある共鳴条件に一致した周波数の電磁波を吸収・放射(光学遷移)することによって起こる。マイクロ波分光による回転状態の観測は、電磁波の周波数を走査することにより共鳴条件に一致する周波数を探し、回転遷移をみつけることで行う。
扁平対称こま分子の回転準位の式で、もし C > B であるならば、これは偏長対称こま分子の回転準位を表す式になる。しかし、ふつうは A ≥ B ≥ C となるように慣性主軸をとるので、分子の対称軸が慣性主軸のa軸になるように軸をとり直す。座標系が右手系になるように、c軸 ← a軸、a軸 ← b軸、b軸 ← c軸、と軸をとり直すなら、扁平対称こま分子の回転準位の式の回転定数が
C ← A , A ← B , B ← C {\displaystyle C\leftarrow A,\qquad A\leftarrow B,\qquad B\leftarrow C}
と置き換わるので、I∥ = IA < IB = IC = I⊥ すなわち A > B = C である偏長対称こま分子の回転準位は