含苯环的有机化合物属于芳香族化合物。其中分子里含有一个或多个苯环的烃类化合物属于芳香烃，苯是最简单的芳香烃。含苯环的烃的衍生物叫芳香烃的衍生物。

1、苯的物理性质

苯是一种无特殊气味的液体，有毒，不溶于水，易溶于有机溶剂。密度比水小，熔、沸点较低，易挥发。

苯是一种重要的化工原料和有机溶剂。

2、苯的组成、结构

人们很早就从煤焦油中提取出了苯，并分析出其组成分子式为C6H6。但人们对其结构难以理解，因为其组成很不饱和，差8个氢原子才能达到饱和状态。

德国科学家凯库勒提出了其结构是6个碳原子形成一个环，碳原子之间以碳碳单键和碳碳双键交替结合，每个碳原子上连接一个氢原子。这种结构称为凯库勒式。

凯库勒式

凯库勒式可以解释苯的组成和某些性质，但有些性质却无法解释。如果苯环是单、双键交替排列，则其化学性质应该与烯烃、炔烃等不饱和烃相似。比如，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，使之褪色；能与溴等物质发生加成反应，使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。

实验：取两支试管，各加入2mL苯，分别加入少量的酸性高锰酸钾溶液和溴水，用力振荡，静置，观察现象。

实验现象：高锰酸钾溶液与苯分层，上层无色，下层紫红色；溴水与苯分层，上层橙红色，下层无色。

实验结论：溶液都没有褪色，说明苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，也不与溴水反应。但溴在苯中的溶解度比在水中的大，因此苯能将溴从溴水中萃取出来。

上面的实验结论说明苯分子中并不存在碳碳单键和碳碳碳双键的交替结构，它应该有不同于烯烃和炔烃的特殊结构。

我们还可以从其它角度证明这一结论。如果凯库勒式正确，则邻二氯苯应该有两种同分异构体。

邻二氯苯

但实际情况证明，邻二氯苯只有一种，不存在两种同分异构体，也说明其环上不是单双键的交替结构。

利用现代分析手段，如X射线衍射，发现其碳碳键的键长、键角完全相同，说明其碳碳键是相同的。

6个碳原子均采取sp2杂化，6个碳原子以sp2杂化原子轨道重叠形成6个σ键，得到一个六元环，再分别与6个氢原子形成σ键。6个碳原子没有杂化的2p原子轨道肩并肩重叠形成一个大π键，均匀地分布在苯环平面的上下两侧。

苯分子的结构简式

苯分子是一个平面正六边形的环，键角均为120°，碳碳键长均为139pm，12个原子在一个平面上，对面的4个原子在一条直线上。苯分子的结构式最好写成：

但人们已经习惯使用凯库勒式，所以仍然可使用它来表示苯分子。

从苯分子的结构分析，其性质与烯烃、炔烃不同，性质比较稳定，不易发生氧化反应、加成反应，类似烷烃能发生取代反应。

与其它的烃一样有可燃性，在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水，但由于含碳量高，所以燃烧时火焰明亮，产生浓厚的黑烟。

与卤素单质可发生取代反应（卤代反应），以溴为例。将苯与液溴混合，加入少量铁粉，剧烈反应，放出大量的热，产生红棕色蒸气。苯环上的氢原子被溴原子取代，生成溴苯。

溴与铁反应生成的三溴化铁作催化剂。纯净的溴苯是一种无色液体，有特殊的气味，不溶于水，密度比水的大。可用NaOH溶液除去生成物中过剩的溴，然后分液得到较纯净的溴苯。

在浓硫酸的催化作用下，苯与浓硝酸在50-60℃时发生取代反应（硝化反应），硝基取代苯环上的氢原子，生成硝基苯。

纯净的硝基苯是一种无色液体，有苦杏仁气味，不溶于水，密度比水的大。

苯与浓硫酸在70-80℃时可以发生取代反应（磺化反应），磺酸基取代苯环上的氢原子，生成苯磺酸。

苯磺酸易溶于水，是一种强酸，可以看作硫酸分子里的一个羟基被苯环取代的产物。可用于生产合成洗涤剂。

溴苯、硝基苯和苯磺酸

苯的大π键比较稳定，一般不容易发生加成反应，在以Pt、Ni等为催化剂并加热的条件下，苯能与氢气发生加成反应，生成环己烷。