Οι χημικοί δεσμοί στα μόρια δονούνται τρισεκατομμύρια φορές το δευτερόλεπτο.

Η μελέτη των μοριακών δονήσεων βασίζεται στις αρχές της κβαντικής μηχανικής και του αρμονικού ταλαντωτή. Κάθε ομοιοπολικός δεσμός συμπεριφέρεται σαν ένα μικροσκοπικό ελατήριο που συνδέει δύο μάζες, δηλαδή τους πυρήνες των ατόμων. Οι συχνότητες αυτών των δονήσεων κυμαίνονται συνήθως από 10^12 έως 10^14 Hertz, τοποθετώντας τες στο φάσμα του υπερύθρου.Η Φασματοσκοπία Υπερύθρου (IR Spectroscopy), η οποία αναπτύχθηκε σημαντικά κατά τον 20ό αιώνα, επιτρέπει στους επιστήμονες να «βλέπουν» αυτές τις κινήσεις. Όταν ένα μόριο εκτίθεται σε υπέρυθρη ακτινοβολία, απορροφά ενέργεια μόνο αν η συχνότητα του φωτός συμπίπτει ακριβώς με τη φυσική συχνότητα δόνησης του δεσμού. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται συντονισμός και αποτελεί το «δακτυλικό αποτύπωμα» κάθε χημικής ουσίας.Ιστορικά, ο Max Planck και ο Albert Einstein έθεσαν τις βάσεις για την κατανόηση της κβάντωσης της δονητικής ενέργειας στις αρχές του 1900. Απέδειξαν ότι τα μόρια δεν μπορούν να έχουν οποιαδήποτε ενέργεια, αλλά μόνο συγκεκριμένα επίπεδα δόνησης. Ακόμη και στο απόλυτο μηδέν (-273,15 βαθμούς Κελσίου), τα άτομα δεν σταματούν ποτέ εντελώς να κινούνται λόγω της «ενέργειας μηδενικού σημείου».Η ένταση αυτών των δονήσεων συνδέεται άμεσα με τη θερμότητα. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, το πλάτος της ταλάντωσης μεγαλώνει, οδηγώντας τελικά στη διάσπαση του δεσμού και σε χημικές αντιδράσεις. Χωρίς αυτή την ασταμάτητη κίνηση σε κλίμακα Terahertz, η χημεία της ζωής και η θερμοδυναμική όπως τις γνωρίζουμε δεν θα μπορούσαν να υπάρξουν.