原子比

Measure of the ratio of atoms of one kind (i) to another kind (j)

原子比は、ある種類の原子（i）と別の種類の原子（j）の比率を表す尺度です。これに密接に関連する概念として、原子パーセント（at.%）があります。これは、ある種類の原子が全原子数に占める割合を示します。^[1]これらの概念の分子レベルでの同等のものは、モル分率（mol.%）です。

原子

数学的には、原子パーセントは

${\displaystyle \mathrm {atomic\ percent} \ (\mathrm {i} )={\frac {N_{\mathrm {i} }}{N_{\mathrm {tot} }}}\times 100\ }$ %

ここで、N _iは対象となる原子の数、N _totは原子の総数であり、原子比は

${\displaystyle \mathrm {atomic\ ratio} \ (\mathrm {i:j} )=\mathrm {atomic\ percent} \ (\mathrm {i} ):\mathrm {atomic\ percent} \ (\mathrm {j} )\ .}$

たとえば、水(H ₂ O)中の水素の原子百分率はat.% _{H 2 O} = 2/3 x 100 ≈ 66.67%ですが、水素と酸素の原子比はA _H:O = 2:1です。

同位体

もう一つの応用は放射化学であり、同位体比や同位体存在比を指すことがある。数学的には、同位体存在比は

${\displaystyle \mathrm {isotopic\ abundance} \ (\mathrm {i} )={\frac {N_{\mathrm {i} }}{N_{\mathrm {tot} }}}\ ,}$

ここで、N _iは対象となる同位体の原子数、N _totは原子の総数であり、原子比は

${\displaystyle \mathrm {isotopic\ ratio} \ (\mathrm {i:j} )=\mathrm {isotopic\ percent} \ (\mathrm {i} ):\mathrm {isotopic\ percent} \ (\mathrm {j} )\ .}$

たとえば、重水中の重水素(D) と水素(H)の同位体比は、おおよそD:H = 1:7000 (同位体存在比0.00014%に相当) です。

レーザー物理学におけるドーピング

ただし、レーザー物理学では、原子比はドーピング比またはドーピング分率を指す場合があります。

• たとえば、理論的には、Yb : Y ₃ Al ₅ O ₁₂の100%ドーピング比は純粋なYb ₃ Al ₅ O ₁₂です。
• ドーピング率は、

${\displaystyle \mathrm {\frac {N_{\mathrm {atoms\ of\ dopant} }}{N_{\mathrm {atoms\ of\ solution\ which\ can\ be\ substituted\ with\ the\ dopant} }}} }$

参照

• 集中度測定表

参考文献

1. マグロウヒル化学辞典. マグロウヒル. 2003年1月27日. pp. 31. ISBN 0-07-141046-5。

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