Điều gì khiến H2 giống với khí đơn nguyên?
Một trong những hiệu ứng lượng tử đầu tiên được chú ý một cách rõ ràng (nhưng không hiểu tại thời điểm đó) là một quan sát Maxwell liên quan đến hydro, nửa thế kỷ trước khi lý thuyết cơ học lượng tử đầy đủ đến. Maxwell quan sát thấy rằng công suất nhiệt cụ thể của H2 unaccountably khởi hành từ đó của một loại khí diatomic dưới nhiệt độ phòng và bắt đầu ngày càng giống với một loại khí đơn nguyên ở nhiệt độ đông lạnh. Theo lý thuyết lượng tử, hành vi này phát sinh từ khoảng cách của các mức năng lượng quay (lượng tử hoá), mà đặc biệt là khoảng cách rộng trong H2 vì khối lượng thấp của nó. Những mức độ khoảng cách rộng rãi ức chế phân vùng bằng nhau của năng lượng nhiệt vào chuyển động quay trong hydro ở nhiệt độ thấp. Khí diatomic bao gồm các nguyên tử nặng hơn không có mức độ khoảng cách rộng rãi như vậy và không thể hiện tác dụng tương tự.
khoảng cách của các mức năng lượng quay (định lượng)