Debido a las restricciones de simetría ( $D_\mathrm{3h}$ ) en $\ce{SO3}$ hay 6 electrones en $\pi$ tipo de orbitales. En un sentido más amplio del término esta molécula es Y- aromático pero el HOMO representa en realidad dos electrones en orbitales de pares solitarios en el plano del oxígeno. El LUMO es un antibonding $\pi$ orbital con respecto a todos los $\ce{S-O}$ bonos.
Los siguientes orbitales moleculares de valencia se derivaron en BP86/cc-pVTZ, El nivel de energía disminuye de arriba a abajo ( ampliar ).
![valence molecular orbitals of SO3]()
La imagen de la unión se suele trivializar ya que cada $\ce{S-O}$ siendo un enlace doble. Pero esto en realidad está muy lejos de la verdad, ya que no respeta la carga de $q=+2$ en el átomo de azufre y las cargas en los oxígenos con $q=-\frac23$ . Esto se debe al hecho de que el átomo de azufre sólo contribuye a uno de los tres $\pi$ orbitales de enlace, lo que provoca una deficiencia en la densidad de electrones.
Sin embargo, el $\ce{S-O}$ El enlace en el sulfurtrióxido es todavía más fuerte y más corto que en el anión sulfito. (BO significa orden de enlace)
\begin {array}{lrr} & \mathbf {d}( \ce {S-O}) & \text {BO}( \ce {S-O}) \\\hline \ce {SO3} & 1.458 & 1.4 \\ \ce {SO3^{2-}} & 1,578 & 1,1 \\\hline \end {array}
La razón principal es que al reducirse el sulfurtrióxido a sulfito, $$\ce{SO3 + 2e- <=> SO3^{2-}},$$ llenará el LUMO. Como ya se ha dicho, este orbital es antibonding con respecto al $\ce{S-O}$ bonos. Esto es energéticamente desfavorable para la molécula, por lo que la molécula se distorsiona para deshacerse de las restricciones de simetría, es decir, adapta la parte inferior $C_\mathrm{3v}$ grupo de puntos. Esto da lugar a la piramidalización y a un patrón de enlace diferente.
Ahora ya no encontrará ningún $\pi$ tipo de orbitales de enlace. La mejor descripción de esta molécula es que consta de tres orbitales iguales $\ce{S-O}$ enlaces simples covalentes, y tres pares solitarios en cada oxígeno. Esto resulta en una carga en cada oxígeno de $q=-1$ y en el azufre de $q=1$ (que no se ajusta a la descripción tradicional de la unión de tipo Lewis).
Esto también se refleja en los orbitales moleculares (BP86/cc-pVTZ, la energía disminuye de arriba a abajo, ampliar ).
![valence molecular orbitals of $\ce{SO3^{2-}}$]()
También es muy importante entender que esta última molécula no sería estable en fase gaseosa, ya que está demasiado cargada. Sin la compensación del disolvente y/o de los iones contrarios, esta molécula se fragmentará con toda seguridad.
