Em temperatura ambiente, um átomo normalmente absorve radiação apenas do estado fundamental, enquanto uma molécula diatômica normalmente absorve radiação de muitos estados rotacionais diferentes. Por quê?

Vamos lá!

A energia do primeiro estado excitado de um átomo é, em módulo, maior do que em temperaturas normais. Consequentemente, praticamente todos os átomos estão no estado fundamental.

Mas nos diatômicos, a separação de energia entre o estado fundamental de rotação e os estados rotacionais superiores próximos é menor ou aproximadamente igual a . Assim, em temperaturas comuns esses estados superiores são termicamente excitados e ocupados.