核スピン異性体
核スピン修飾は特定の回転状態とカップリングするために、核スピン異性体の比は回転状態の比と関連がある。核スピン修飾をもつ分子の、ある回転状態iにおける状態の分布Piはボルツマン分布より
P i = n i n s n i r e x p ( − E i / k T ) {\displaystyle P_{i}=n_{i}^{ns}n_{i}^{r}exp(-E_{i}/kT)}
ここでn, nはそれぞれ状態の核スピン重率および回転状態の重率を表す。Eはエネルギー、Tは温度、kはボルツマン定数をそれぞれ表す。
核スピン異性体と回転状態とのカップリングは、例えば水素では、回転量子数が偶数と奇数が異なる核スピン修飾とカップリングするというように、何らかの交替則によってなされる。つまり核スピン異性体の比は次の2つの和によってきまる。
P o r t h o = ∑ j = o d d n j n s n j r e x p ( − E j / k T ) {\displaystyle P_{ortho}=\sum _{j=odd}n_{j}^{ns}n_{j}^{r}exp(-E_{j}/kT)}