Свободное и бинарное вращение многоатомных молекул

Предложена модификация квантовой теории вращения многоатомных молекул (бинарное вращение), основанная на алгебре и представлениях группы SO(4) и позволяющая ввести понятие четности, как это делается в атомной спектроскопии. Показано, что если молекула типа асимметричного волчка, совершающая бинарное вращение, оказывается в неоднородном по пространству электрическом поле, то у вращательных уровней появляется добавочная энергия за счет квадрупольного момента. Предсказано существование таких вращательных состояний многоатомных молекул, которые не могут переходить в состояния свободного вращения. В частности, спиновые изомеры молекулы воды, которые соответствуют таким состояниям, могут иметь различную по абсолютной величине энергию адсорбции за счет квадрупольного взаимодействия молекулы с поверхностью. Различие в энергиях адсорбции позволяет качественно объяснить поведение орто- и парамолекул воды при адсорбции их на поверхности твердых тел в согласии с экспериментальными данными.