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式中mA为a种分子的质量，因此粒子密度随尺度高度Ha呈指数衰减。注意，这在形式上与给出的粒子密度相同流体静力平衡，只是我们刚才推导的方程适用于每个物种的粒子密度，而不仅仅适用于所有物种的粒子密度。事实上，在平衡状态下，每个物种都表现得就像处于环境中一样流体静力学平衡分开，并且具有相同的流体静压刻度高度，就好像其他气体根本不存在一样。因为我们假设的是热力学平衡，所有物质的特征都是相同的温度，当然所有物质都受到相同的重力加速度。因此，鳞片高度与物种分子量成反比。由于轻物种的密度随海拔高度的衰减比重物种的密度衰减要小，因此大气会倾向于根据分子质量在垂直方向上自我分类。轻的成分将聚集在大气层顶部附近，就像马戏团帐篷顶部逃逸的氦气球一样。
然而，这只有在混合由分子扩散．在低层大气中，混合绝大多数是由于湍流流体运动，它平等地对待所有物种，并保持混合比例均匀，没有化学或相变的强汇或源。由于分子扩散率与总粒子密度成反比，它将随海拔高度呈指数级增长，因此在足够高的海拔高度，分子扩散率将主导湍流混合。扩散分离开始发生的高度被称为同层顶(有时称为涡轮层顶)和较低的高度一部分大气非反应性物质的混合比例是均匀的称为均质层．要获得湍流混合速率的先验估计是非常困难的——事实上，人们曾一度预计地球的平流层会被扩散分离。通常情况下，对大气成分的观测提供了对湍流混合程度最可靠的估计。对于目前的地球，同层顶在100km附近，此时观测到的粒子密度为nh(地球)= 1.2•1019/m3。
在同层顶以上，大气成分根据分子量在垂直方向分离。同层顶以上的区域也是典型的(虽然不一定)，大气分子开始暴露在足够能量的紫外线光子下，即使是更稳定的成分也会分解成更轻的成分，这些成分也会根据分子量分层。对于地球来说，N2的比例尺高度为9.1公里，CO2为5.8公里，O2为8.0公里，原子氧为15.9公里，H2为127.3公里，原子氢为254.5公里，所有这些都是基于300K的温度。金星上的数字也类似。这些数字的第一个含义是，氢的尺度高度是如此之大，以至于即使在同层顶有少量的氢浓度，也会导致大气在同层顶上方一小段距离内以氢为主。例如，如果N2/H2大气中含有在同层顶，H2的摩尔浓度为1%，然后向上50km，浓度上升到63%，向上70km，浓度上升到93%。如果
在同峰顶以上，H2转化为氢原子，分离效果更明显。类似地，如果我们在同层顶取一个类似地球的大气，其中80%的N2和20%的O2，然后将O2转化为氧原子，我们在同层顶附近得到33%的氧原子。上升20公里时，浓度达到56%，上升40公里时，浓度达到76%，完全主宰了大气成分。最后，如果我们在同层顶采用由10% CO2组成的早期地球CO2/N2大气，那么CO2浓度下降到50公里以上的0.5%，因此我们预计外层大气以N2为主。CO2分解成CO和O可能导致以氧为主的原子范围内但这种情况在今天的金星上没有发生，这一事实强烈地表明，这种分离作用太弱，不可能发生，或者这两个物种的重组太有效了。
在已知湍流扩散系数Dturb的情况下，通过扩散系数的标度可以直接估计同星顶密度。具体来说，由于D«^(kT/m)1，则设置D = Dturb并将表达式用于平均自由程我意味着
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