Die Drehung um eine Einfachbindung oder gar um Doppelbindungen ist normalerweise nicht ohne Energiebarriere möglich. Das klassische Beispiel ist Ethan. Die energetisch günstigste Konformation ist die gestaffelte Anordnung der Methylgruppen. Die höchste Energie hat die ekliptische Konformation. Aus quantenmechanischen Rechnungen weiß man, daß die Barriere von 2.9 kcal/mol durch die Abstoßung der Wasserstoffatome zustandekommt, die sich in der ekliptischen Konformation am nächsten kommen. Obwohl man die Torsionsbarriere auch durch nichtbindende Wechselwirkungen (van-der-Waals-Abstoßung) modellieren könnte, enthalten die meisten Kraftfelder Torsionspotentiale.Diese Potentiale sind in der Regel weicher (kleinere Kraftkonstanten) als Bindungslänge und -winkel und im Gegensatz zu letzteren periodisch. Mit der Energie von 1.4 x 10-21 J/Molekül (0.02 kcal/mol) kann man im Butanmolekül den C-C-C-C-Diederwinkel um 10° verändern, den C-C-C-Bindungswinkel um 1° und die C-C-Bindung um 0.025 Angstrom dehnen oder stauchen.
In der folgenden Animation (Ergebnis des Dihedral-Drivers in PCModel) ist die Torsion um die C-C-Bindung im Ethan mit der dazugehörigen Potentialkurve dargestellt. Die beiden Wasserstoffatome, die zusammen mit den Kohlenstoffatomen den Diederwinkel q bilden, sind rot markiert.
Die potentielle Energie von Ethan in Abhängigkeit von dem Torsionswinkel läßt sich mit der folgenden Formel berechnen. Der Faktor "3" ergibt sich aus der Periodizität der Torsion, jeweils nach 120° erhält man wieder die gleiche Konformation.
(3)
Kq: Kraftkonstante