Изучение строения молекул имеет огромное значение для понимания свойств вещества. Важнейшим средством познания многоатомных систем служат их колебательные спектры, особенно спектры основных частот колебаний, которые в сравнении с обертонами весьма отчетливо и полно представлены в комбинационном рассеянии и в спектрах инфракрасного поглощения. Именно в них с наибольшей полнотой и яркостью проявляются колебательные свойства молекул, как систем, образованных из ядер. С колебанием молекул связан целый ряд физических и химических свойств вещества. Любой вид энергии, приобретаемый молекулой, в той или иной мере превращается в энергию колебаний ядер. Поэтому термодинамические свойства вещества неотделимы от колебаний ядер молекул. Зная правильно интерпретированные частоты колебаний молекул, можно вычислять термодинамические функции: энергию, свободную энергию, термодинамический потенциал и др., константы химического равновесия, теплоемкости и т. д. Колебательные спектры частот успешно применяются для целей молекулярного спектрального анализа, качественного анализа сложных смесей (масел, бензинов и др.), структурного анализа. Не менее важным является возможность предсказания частот тех молекул, которые не могут быть наблюдаемы на опыте. Теория колебательных спектров привела к открытию поворотной изомерии. Для изучения строения молекул вообще и для теории колебательных спектров в особенности важную роль играют коэффициенты в выражении потенциальной энергии многоатомных систем.
