实验观察发现，在气相条件下，胞嘧啶和它的顺式亚胺式互变异构体之间存在显著的丰度(population)差异。而大量的理论计算和实验数据都表明，两者(胞嘧啶和它的transimino互变异构体)之间的单点能量相差甚微，基本在热扰动的数量级或者更小。由此应用热平衡统计理论，计算得到的两者在平衡状态下的相对丰度(relativepopulation)和实验观察之间存在明显矛盾。这一结果暗示三种可能，一是实验测量的环境根本不是碱基两种互变异构体的平衡态，二是两种互变异构体情形下氢核所处的势能曲面形状存在巨大差异，由此造成的可观的零点能量修正，三是两种可能同时存在。 为确定到底属于那种可能，我们从量子力学从头计算(abinitio)理论出发，应用HF/6-311++G和MP2/6-311G(d,p)对胞嘧啶及其互变异构体周围及他们之间的势能曲面进行了局域扫描。基于此运用谐振子近似计算了这两种互变异构体的零点能修正，并从修正后的总能量出发，再次运用热平衡统计理论对他们之间的相对丰度进行了计算。结果发现，两种互变异构体仍被稳定地束缚在各自的势阱中，并能有效抵抗热振动的扰动，而两者之间的相对丰度仍和已知的实验数据不符，说明在通常的实验条件下两者并不处于热平衡状态。为证明这一点，我们扫描得到了最可几的穿透路径，由此出发，应用WKB近似，计算了两互变异构体之间的穿透几率和它们达到热平衡所需要的时间。结果显示，时间尺度在6×102年。以人个体存在的时间尺度1×102年来衡量，一个实验者难以在他的一生中观察到气相的正常态胞嘧啶达到和它的顺式imino互变异构体之间的热平衡状态。通过对运动模式的分析我们发现，对两种互变异构体而言，在靠近H(13)和它最近临的氮原子连线的方向上势能曲面相当平坦，变化缓慢，而在与之垂直的方向上势能曲面的变化要快的多，其上则有一条连接两互变异构体状态，并通过过渡态的能谷曲线。