Вот краткая «шпаргалка» по сравнению диоксида и триоксида серы.

Состав, строение, гибридизация

• Формула и степень окисления S:
  • SO₂ — S(+4)
  • SO₃ — S(+6)

• Геометрия молекулы:
  • SO₂ — изогнутая (V-образная), угол O–S–O ≈ 119–120°, у S одна неподелённая пара → sp²-гибридизация; молекула полярная.
  • SO₃ — тригонально-плоская (D₃h), углы 120°, у S неподелённых пар нет → sp²-гибридизация; молекула неполярная.

• Связи S–O и резонанс: в обеих молекулах наблюдается делокализация π-связи (несколько эквивалентных резонансных структур). В SO₂ чаще рисуют две структуры с S=O и S–O⁻/O⁺, в SO₃ — три структуры с тремя «двойными» связями, усредняющимися из-за резонанса.

Физические свойства

• Агрегатное состояние (25 °C, 1 атм):
  • SO₂ — бесцветный газ с резким удушливым запахом.
  • SO₃ — в зависимости от модификации белое кристаллическое вещество или «дымящаяся» жидкость; легко и резко реагирует с влагой воздуха (дымит).

• Т.пл. / Т.кип.:
  • SO₂: tₚл ≈ −73 °C, tₖип ≈ −10 °C.
  • SO₃: tₚл ≈ 16,9 °C, tₖип ≈ 45 °C (существуют α, β, γ-модификации).

• Полярность и межмолекулярные взаимодействия:
  • SO₂ — полярен, сильные диполь-дипольные взаимодействия → заметная растворимость в полярных растворителях.
  • SO₃ — неполярная молекула, но чрезвычайно реакционноспособна к воде; практически «растворимость» — это химическое связывание (см. ниже).

Химические свойства

• Кислотные свойства (оксиды неметалла):
  • SO₂ — кислотный оксид слабее; с водой даёт сернистую кислоту H₂SO₃ (в растворе нестойка, частично диссоциирует):
  SO₂ + H₂O ⇄ H₂SO₃.
  • SO₃ — самый типичный кислотный оксид; с водой бурно и экзотермически даёт серную кислоту H₂SO₄:
  SO₃ + H₂O → H₂SO₄↑ (сильная кислота).

• Реакции с основаниями (нейтрализация/сольватация):
  • SO₂:
  SO₂ + NaOH → NaHSO₃; при избытке щёлочи: SO₂ + 2 NaOH → Na₂SO₃ + H₂O.
  • SO₃:
  SO₃ + NaOH → NaHSO₄; при избытке щёлочи: SO₃ + 2 NaOH → Na₂SO₄ + H₂O.
  Аналогично — с другими основаниями и основными оксидами (CaO, MgO и т. п.).

• Окислительно-восстановительные свойства:
  • SO₂ — восстановитель (S(+4) → S(+6)):
  2 KMnO₄ + 5 SO₂ + 2 H₂O → K₂SO₄ + 2 MnSO₄ + 2 H₂SO₄ (обесцвечивает раствор перманганата). Также легко окисляется кислородом:
  2 SO₂ + O₂ ⇄ 2 SO₃ (кат. V₂O₅, 400–450 °C).
  • SO₃ — в целом окислитель и сильный обезвоживающий агент; при нагревании частично разлагается:
  2 SO₃ ⇄ 2 SO₂ + O₂ (смещается вправо при повышении T и понижении pO₂).

• Реакции с водой:
  • SO₂ — растворим, образует гидросульфиты/сульфиты.
  • SO₃ — реагирует взрывоподобно; промышленно вводят в H₂SO₄, получая олеум (раствор SO₃ в H₂SO₄), а уже затем аккуратно разбавляют водой.

Термодинамика и устойчивость

• Устойчивость: SO₂ термодинамически устойчивее при высоких температурах; SO₃ при нагревании диссоциирует (см. равновесие выше).

• Гидратация: гидратация SO₃ гораздо более экзотермична (образуется сильная кислота).

Токсичность и безопасность

• SO₂ — токсичен, удушающий газ; раздражает дыхательные пути, в высоких концентрациях может вызывать отёк лёгких.

• SO₃ — крайне коррозионно-опасен; при контакте с влагой образует концентрированную H₂SO₄, вызывая тяжёлые химические ожоги. Требует инертной сухой атмосферы и тщательных мер безопасности.

Применение и роль в промышленности/экологии

• SO₂: промежуточный продукт в производстве H₂SO₄ (контактный способ → окисление до SO₃), консервант и отбеливатель, восстановитель, реагент для очистки газов (абсорбция щёлочами).

• SO₃: ключевой интермедиат для получения H₂SO₄ и олеума; реагент для сульфирования (синтез ПАВ, красителей, фармпром).

• Экология: оба оксида предшественники кислотных дождей; SO₃ в атмосфере быстро превращается в аэрозоли H₂SO₄, усиливая кислотность и коррозионность выбросов.

Главное в одном взгляде

• Степень окисления: +4 (SO₂, восстановитель) vs +6 (SO₃, окислитель).

• Строение: SO₂ — изогнутая полярная молекула; SO₃ — плоская неполярная.

• С водой: SO₂ ⇄ H₂SO₃ (слабая, нестойкая); SO₃ → H₂SO₄ (сильная, бурно).

• С основаниями: сульфиты/гидросульфиты vs сульфаты/гидросульфаты.

• Промышленная связь: 2 SO₂ + O₂ ⇄ 2 SO₃ — ключевая стадия контактного способа.