**三氧化硫**（IUPAC名：，分子式：**SO3**）是一种硫的氧化物，有類似二氧化硫的氣味，溶於水中反應成硫酸。它的气体形式是一种严重的污染物，是形成酸雨的主要来源之一。

在673K、1atm下，三氧化硫略有分解并达到平衡（三氧化硫含量99.2%），较低的温度与较高的压力有利于三氧化硫的稳定。但1173K时，三氧化硫完全分解。

结构
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### 气态构型

气态的SO3是一种具有D3h对称的平面正三角形分子，含有一个离域的\pi \_{4}^{6}键。这与价层电子对互斥理论（VSEPR）所预测的结论是一致的。 

三氧化硫中，硫的化合价为+6，分子为非极性分子。

### 固态结构

 *γ*-SO3分子的结构模型
天然的SO3固体有一种令人惊讶的、因痕量水导致结构改变的复杂结构。 由于气体的液化，极纯的SO3冷凝形成一种通常称作*γ*-SO3的三聚体。这种分子形式是一种熔点在16.8℃的无色固体。它形成的环状结构被称为[S（=O）2（*μ*-O）]3.

如果SO3在27℃以上冷凝，可形成熔点为62.3℃的*α*-"SO3". *α*-SO3外观为类似石棉的纤维状（虽然两者相差甚远）。
在结构上来说，它是形如[S（=O）2（*μ*-O）]*n*的聚合物。聚合物分子的每个末端都以-OH结束（因此*α*-"SO3"并非真正是SO3的一个构型）。*β*-SO3是与α构型相类似、但相对分子质量不同的纤维状聚合物，其分子末端亦皆为羟基，熔点为32.5℃。γ构型和β构型都是介稳的，在长时间放置后最终会转化为稳定的α构型。这种转化是由痕量水导致的。

在同一温度下固体SO3的相对蒸气压大小为α<β<γ，亦指明它们相对分子质量的大小。液态三氧化硫的蒸气压说明它是γ构型。因此加热*α*-SO3的晶体至其熔点时会导致蒸气压的突然升高，巨大的压力甚至可以冲破加热它的玻璃管。这个结果被称为α爆炸。

SO3极易水解。事实上，由于SO3使碳水化合物脱水並放出大量热，该反应足以使混合了SO3的木头或者棉花点燃。

制备
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在实验室中三氧化硫可以通过硫酸氢钠的两步高温分解来制备：

脱水：  
2 NaHSO4{\displaystyle {\ce {->[{\text{315℃}}]}}}Na2S2O7 + H2O
热分解：  
Na2S2O7{\displaystyle {\ce {->[{\text{460℃}}]}}}Na2SO4 + SO3
其他的金属硫酸氢盐同样在这个办法中适用，这个的关键在于中间媒介焦硫酸盐的稳定性。

SO3的工业制法是接触法。二氧化硫通常通过硫的燃烧或黄铁矿矿石（一种含硫铁矿石）的煅烧得到的，先通过静电沉淀进行提纯。提纯后的SO2在400至600°C的温度下，用负载在硅藻土上的含氧化钾或硫酸钾（助催剂）的五氧化二钒作为催化剂，将二氧化硫用氧气氧化为三氧化硫。铂同样可以充当这个反应的催化剂但是价格昂贵，比混合物更容易发生催化剂中毒（导致失效）。其催化机理为：

2 SO2 + V2O5 → 2 SO3 + V2O3
V2O3 + O2 → V2O5
以这种方式制得的三氧化硫大部分都被转化为了硫酸，但不能用水进行吸收，否则将形成大量酸雾，但如果采用98.3%硫酸作吸收剂，因其液面上水、三氧化硫和硫酸的总蒸气压最低，故吸收效率最高。

另外，把硫酸銅在空氣中加熱至650°C，硫酸銅會分解成三氧化硫及氧化銅。

{\displaystyle {\ce {CuSO4->[650^{\circ }C]SO3{\uparrow }+CuO}}}
另一种方法是用一氧化氮催化氧化二氧化硫，但此法的缺陷是使用的一氧化氮剧毒（也有认为钒也是此反应的催化剂）：

2SO2 + O2{\displaystyle {\ce {->[{\ce {N}}O]}}}2SO3

化学性质
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SO3是硫酸（H2SO4）的酸酐，三氧化硫與水反應，釋放出大量的熱，而形成硫酸。因此，可以发生以下反应：

SO3(𝑔) + H2O(𝑙) → H2SO4(𝑎𝑞)（Δ𝐻ᶱ＝-88 kJ mol−1）
这个反应进行得非常迅速，而且是放热反应。在大约~340 °C以上时，硫酸、三氧化硫和水才可以在平衡浓度下共存。

此外，三氧化硫与一些碱土金属氧化物作用时可发光。

三氧化硫也与二氯化硫发生反应来生产很有用的试剂——亚硫酰氯。

SO3 + SCl2 → SOCl2 + SO2

危害
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人體吸入三氧化硫後，氣體進入呼吸道及肺，並溶於粘液，形成硫酸，腐蝕呼吸道。

来源
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* WebElements（页面存档备份，存于）
* NIST Standard Reference Database（页面存档备份，存于）
* European Chemicals Bureau
* ChemSub Online: 三氧化硫（页面存档备份，存于）
* Public Health Statement for Sulfur Trioxide and Sulfuric Acid（页面存档备份，存于）
*

参考文献
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1. ↑  Holleman, A. F.; Wiberg, E. "Inorganic Chemistry" Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
2. ↑  Advanced Inorganic Chemistry by Cotton and Wilkinson, 2nd ed p543
3. 1 2 3  Merck Index of Chemicals and Drugs, 9th ed. monograph 8775

参见
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|  | 維基學院中的相關研究或學習資源：**三氧化硫** |

* 硫酸
* 二氧化硫
* 超价分子

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* 论
* 编
**氧化物** |
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| H2OH2O3 |  |  |  | He |
| Li2O | BeO | B2OB2O3 | COCO2CO*x* | N2ONONO2NO*x* | **O2**O3 | OF2O2F2 | Ne |
| Na2O | MgO | Al2OAl2O3 | SiOSiO2 | POP2O3P2O5POx | SO2SO3SOx | Cl2OClO2ClO*x* | Ar |
| K2O | CaO | Sc2O3 | TiOTi2O3TiO2 | VOV2O3VO2V2O5 | CrOCr2O3CrO2CrO3 | MnOMn3O4Mn2O3MnO2Mn2O7MnOx | FeOFe2O3Fe3O4 | CoOCo2O3Co3O4 | NiONi2O3Ni3O4 | Cu2OCuO | ZnO | Ga2OGa2O3 | GeOGeO2 | As2O3As2O5 | SeO2SeO3 | Br2OBr2O5 | Kr |
| Rb2O | SrO | YOY2O3 | ZrO2 | NbO NbO2Nb2O5 | MoO2MoO3 | TcO2Tc2O7 | RuO2RuO4 | Rh2O3RhO2 | PdO | Ag2OAgO | CdO | In2OInOIn2O3 | SnOSnO2 | Sb2O3Sb2O4Sb2O5 | TeOTeO2TeO3 | I2O5I4O9IOx | XeO2XeO3XeO4 |
| Cs2O | BaO | 镧系 | HfO2 | Ta2O5 | WO2WO3 | ReO2ReO3Re2O7 | OsO2OsO4 | IrO2IrO4 | PtOPtO2 | Au2O3 | Hg2OHgO | Tl2OTl2O3 | PbOPb2O3Pb3O4PbO2 | Bi2O3 | PoOPoO2PoO3 | At | RnO3 |
| Fr | RaO | 锕系 | Rf | Db | Sg | Bh | HsO4 | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og |
|  |  | ↓ |  |  |
| 镧系 | LaOLa2O3 | CeOCe2O3CeO2 | PrOPr2O3Pr6O11PrO2 | NdONd2O3 | Pm2O3 | SmOSm2O3 | EuOEu2O3 | Gd2O3 | Tb2O3Tb4O7TbO2 | Dy2O3 | Ho2O3 | Er2O3 | Tm2O3 | YbOYb2O3 | Lu2O3 |
| 锕系 | Ac2O3 | ThOThO2 | PaOPaO2Pa2O5 | UO2UO3U3O8UOx | NpO2Np2O5Np3O8 | PuO2 | Am2O3AmO2 | Cm2O3CmO2 | Bk2O3BkO2 | Cf2O3 | Es2O3 | Fm | Md | No | Lr |

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* 论
* 编
硫化合物 |
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| 硫化物和二硫化物 | 
* Al2S3
* As2S2
* As2S3
* As2S5（英语：）
* As4S4
* Au2S
* Au2S3
* B2S3
* BaS
* BeS
* Bi2S3
* CS2
* C3S2
* C6S6（英语：）
* CaS
* CdS
* CeS
* CoS
* Cr2S3
* CSSe
* CSTe
* CuFeS2
* CuS
* D2S
* Dy2S3
* Er2S3
* EuS
* FeS2
* GaS
* H2S
* HfS2
* HgS
* In2S3
* K2S
* LaS
* Li2S
* MgS
* MoS3
* NaHS
* Na2S
* NH4HS
* NiS
* P4Sx
* PbS
* PbS2
* PSCl3
* PSI3
* PtS
* ReS2
* Re2S7
* SiS
* SrS
* TlS
* VS
* SeS2
* S2U
* WS2
* Sb2S3
* Sb2S5
* Sb4S3O3
* Sm2S3
* Y2S3
* ZrS2
* 其它

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|  |
| 硫的卤化物 | 
* S2Br2
* SBr2
* S2Cl2
* SCl2
* SCl4
* F3SSSF
* S2F2
* SSF2
* SF2
* F3SSF
* SF3
* SF4
* S2F10
* SF6
* S2I2

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|  |
| 含氧化合物 | 
* SO2
* SO3
* SOBr2
* SOCl2
* SOF2
* SOF4
* FOSF5
* H2SO3
* H2SO4
* H2S2O3
* H2S2O7
* H2SO5

|  |  |
| --- | --- |
| 亚硫酸盐 | 
* CdSO3
* K2SO3
* 其它

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|  |
| 硫酸盐 | 
* Ag2SO4
* CaSO4
* Cs2O4S
* Er2(SO4)3
* Eu2(SO4)3
* HgSO4
* K2SO4
* KAl(SO4)2
* NaAl(SO4)2
* RaSO4
* SnSO4
* SrSO4
* Ti(SO4)2
* Tm2(SO4)3
* Yb2(SO4)3
* Zr(SO4)2
* 其它

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|  |
| 硫代硫酸盐 | 
* Na2S2O3
* K2S2O3
* Rb2S2O3
* Cs2S2O3
* (NH4)2S2O3
* MgS2O3
* CaS2O3
* BaS2O3
* Na3AgS4O6
* Na3AuS4O6

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|  |
| 硫氰酸盐 | 
* HSCN
* KSCN
* Co(SCN)2
* 其它

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| 有机硫化合物 | 
* C2H4S
* C2H6S3
* C4H4S
* C32H66S2
* CHCl3S
* C2H3SN

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| **化学式** |

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