気体の分子サイズについて

質問

水素の原子サイズとヘリウムの原子サイズはどれくらい違いますか？

水素は2原子分子でヘリウムは単原子分子で水素の原子量は1、ヘリウムの原子量は4
よって水素2、ヘリウム4くらいの比率となるのでしょうか？

簡単にご説明頂けると助かります。

回答No.1

ORUKA1951 · ベストアンサー

＞水素の原子サイズとヘリウムの原子サイズはどれくらい違いますか？
　原子のサイズは、その状態によって異なるので分かりません。

＞水素は2原子分子でヘリウムは単原子分子
　単原子分子というのは自己矛盾ではあるのですが、気体として挙動は粒子≒分子と考えて・・
　水素原子のほうがわずかに大きい。いずれも1s軌道で、水素原子はσ結合で二個くっついているので、気体の構成要素としては水素のほうが大きい。

＞水素の原子量は1、ヘリウムの原子量は4　よって水素2、ヘリウム4くらい
　そうはならない、ラドン(²²²Rn)は２２２倍って事はないです。
　気体の場合は、通常は点と考えて良い。

　アボガドロの法則( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A2%E3%83%9C%E3%82%AC%E3%83%89%E3%83%AD%E3%81%AE%E6%B3%95%E5%89%87 )

補足

ORUKA1951様
早速のご回答誠に有難う御座います。
後半難しくてよく理解が出来ませんでしたが、なぜこのような質問をさせて頂いたかと言うと、

あるタンクに所定の圧力（100MPa）を掛けたときの許される透過量が水素の場合10ｃｃ/ｈ以下とする
場合、ヘリウムだといくらまで許されるのでしょうか？

計算方法、換算方法、考え方について教えて頂きたくお願いします。

この計算方法にそれぞれの分子のサイズが影響すると思い・・
...

回答No.2

ORUKA1951

これはとっても難しい。
　ヘリウム原子よりは、水素分子のほうが大きいのですが、プラスチックなどだと水素のほうがはるかに大きくなります。プラスチックなどでしたら1.4倍くらいですかね。
　しかし、金属となると話は変わり、ヘリウムの何倍も透過してしまいます。これは金属容器の材質に大きく依存します。水素分子が金属に吸着された後で原子状態の水素として金属内を分散していくからです。パラジウムのように極端に水素ガスを通す金属もある。--パラジウムが水素が関わる化学反応の触媒に良く登場する。

　水素の金属膜透過、ガス分離膜透過、および熱交換器( http://www.qpn.kyushu-u.ac.jp/lab5/lecture/enerugi-kagakukougaku-2011/ecchap10.pdf )

　タンクの材質にも大きく依存しますから、一般論としての回答はありません。