تری اکسید گوگرد که یکی از ترکیبات مهم گوگرد بوده و گوگرد در آن دارای درجۀ اکسید اسیون ۶+ می باشد معمولاً از ترکیب دی اکسید گوگرد با اکسیژن هوا حاصل می شود و در صنعت برای تهیۀ آن دی اکسید گوگرد و اکسیژن هوا را در درجه حرارتی از ۴۰۰ تا ۷۰۰ درجه سانتی گراد در مجاورت کاتالیزور (مانند ذرات بسیار ریز پلاتین یا پنتا اکسیدوانادیم) باهم ترکیب می کنند طبق فرمول زیر:
این واکنش گرمازاست و در موقع انجام مقدار قابل ملاحظه ای حرارت ایجاد می کند.(۴۷ کیلوکالری)
چون واکنش فوق یک واکنش برگشت پذیر و گرمازاست، بهرۀ تشکیل تری اکسیدگوگرد بایستی در درجه حرارتهای بالا کمتر و در درجه حرارتهای پایین زیادتر باشد ولی با این حال سرعت واکنش فوق در درجه حرارتهای پائین کم است، پس لازم است درجه حرارتی برای واکنش بالا بکار رده شود که درعین حال که سرعت تشکیل در آن درجه حرارت زیادتر است، واکنش تعادلی هم بطرف راست حرکت کرده و از حرکت به سمت چپ جلوگیری شودبطوریکه در درجه حرارتهای ما بین ۴۰۰ تا ۴۵۰ درجه سانتی گراد مقدار تبدیل SO2 و O2 به SO3 درحدود ۹۷% است در صورتی که در ۹۰۰ درجه سانتیگراد تری اکسید گوگرد تولید نمی شود ( اگر کاتالیزور بکار برده نشود).
نقطه ذوب و جوش ۱۶/۸۵ و ۴۴/۸ درجۀ سانتی گراد و وزن مخصوص آن نسبتت به آب در ۱۳ درجۀ سانتی گراد برابر ۱/۹۹۵ می باشد و در حالتی که گاز است از مولکول های کوئووالانت و منفرد درست شده است. تری اکسید گوگرد جامد به صورت مختلف ( به سه مدیفیکاسیون مختلف ) تری اکسید β ، α و γ( تری اکسید گوگرد آلفا، بتا و گاما) شناخته شده است و اختلاف آنها به علت خواص فیزیکی و کریستالوگرافی آنهاست.
تری اکسید گوگرد آلفا(α) یخی (شبیه یخ) می باشد.
تری اکسید گوگرد بتا(β) شبیه آمیانت بوده و الیافی شکل می باشد.
تری اکسید گوگرد گاما(γ) نیز شبیه آمیانت می باشد.
وزن مولکولی متوسط برای تری اکسید گوگرد که قسمتی از آن الیافی شده باشد ۸۳/۷۷ می باشد که در آن مولکول های SO3 بانوع دیمر خود یعنی با S2O6 بحالت تعادل قرار دارد، برای مولکول S2O6 شخصی بنام Oddo دو
نوع ساختمان قائل است که یکی ناپایدار و بصورت SO3-SO3 و دیگری پایدار و بصورت
می باشد.
اگر تری اکسید گوگرد تماماً بصورت الیافی باشد تقریباً ۵۵ درصد آن را S2O6 تشکیل می دهد.
همانطوریکه می دانیم در موقع سرد شدن گازهای SO3 ابتدا تری اکسید گوگرد گاما(γ) تولید می شود و در پائین تر از ۲۵ درجه سانتی گراد آنهم ابتدا ( بآهستگی ) به SO3 بتا (β) و سپس به آلفا(α) تبدیل می شود و از طرف دیگر چون تری اکسید گوگرد تمایل زیادی برای تشکیل پلیمرهای بالاتر دارد با افزایش مقدار بسیار کمی آب عمل پلیمریزاسیون تسریع گشته و جسم الیافی شکلی بفرمول ( (SO3)∞ ) ایجاد می شود.
مطالعه این که بوسیلۀ ایکس بر روی تری اکسید گوگرد نوع گاما ( حاصل از تبلور تری اکسید گوگرد مایع) انجام گرفته است نشان داده شده است که فرمول آن S3O9 بوده و دارای فرمول ساختمانی زیر است:
بطوریکه شکل فوق نشان میدهد فواصل S-O و S→O بترتیب ۱/۶۰ و ۱/۴۰ آنگستروم می باشد.
همانطوریکه قبلاً گفته شد. وقتی که تری اکسید گوگرد بصورت گازی است از مولکول های منفرد تشکیل یافته است و درآنصورت مولکول را میتوان بصورت سه ساختمان رزونانس زیر نمایش داد:
ساختمان SO3 را نمی توان با یک ساختمان الکترونی نمایش داد چونکه فاصلۀ گوگورد اکسیژن برای هر سه اتصال (اکسیژن – گوگرد) موجود در آن برابر است و این فاصله حدوسط فاصلهۀ دو پیوند ساده و یک پیوند دوگانه می باشد.