A. BENZEN VÀ ĐỒNG ĐẲNG:

I. Cấu tạo, đồng đẳng, đồng phân, danh pháp:

1. Cấu trúc phân tử benzen

a. Sự hình thành liên kết trong phân tử benzen

       Sáu nguyên tử C trong phân tử benzen ở trạng thái lai hoá sp² (lai hoá tam giác). Mỗi nguyên tử C sử dụng 3 obitan lai hoá để tạo liên kết s  với 2 nguyên tử C bên cạnh nó và 1 nguyên tử H. Sáu obitan p còn lại của 6 nguyên tử C xen phủ bên với nhau tạo thành hệ liên hợp p  chung cho cả vòng benzen. Nhờ vậy mà liên kết p ở benzen tương đối bền vững hơn so với liên kết p ở anken cũng như ở những hiđrocacbon không no khác.

      Sáu nguyên tử C trong phân tử benzen tạo thành một lục giác đều. Cả 6 nguyên tử C và 6 nguyên tử H cùng nằm trên 1 mặt phẳng (gọi là mặt phẳng phân tử). Các góc hoá trị đều bằng 120^o.

b. Biểu diễn cấu tạo của benzen: có 2 cách biểu diễn cấu tạo của benzen

2. Dãy đồng dẳng của benzen:

      Khi thay các nguyên tử hiđro trong phân tử benzen (C₆H₆) bằng các nhóm ankyl, ta được các ankylbenzen. Các ankylbenzen họp thành dãy đồng đẳng của benzen có công thức chung là

C_nH_2n-6 với n $\ge$6.

3. Đồng phân , danh pháp:

Vd:Viết các đồng phân hiđrocacbon thơm và gọi tên hợp chất có CTPT C₉H₁₂?

- Chú ý đối với tên hệ thống: Nếu vòng benzen có nhiều nhánh ( thế) phải đánh số vị trí các nhóm thế sao cho tổng số vị trí các nhóm thế là nhỏ nhất . Các nhóm thế đọc theo thứ tự A, 

II. Tính chất vật lí:

- Các hiđrocacbon thơm đều là chất lỏng hoặc rắn. Có t_s, t_nc tăng theo M.

- Các hiđrocacbon thơm thể lỏng thường có mùi đặc trưng, nhẹ ít tan, có khả năng tan trong dung môi hữu cơ.

III. Tính chất hóa hoc:

1. Phản ứng thế:

a) Thế ở nguyên tử H của vòng benzen:

* Phản ứng với halogen.

* Phản ứng với axit nitric:

Trong điều kiện trên toluen ( hoặc các ankylbenzen ) thế chủ yếu ở vị trí ortho và para so với vị trí nhóm ankyl.

- Đối với toluen: 

- Qui tắc thế: 

Khi ở vòng benzen đã có sẵn nhóm ankyl (hay các nhóm –OH, –NH₂, –OCH₃ …), phản ứng thế vào vòng sẽ dễ dàng hơn và ưu tiên xảy ra ở vị trí ortho và para. Ngược lại, nếu ở vòng benzen đã có sẵn nhóm –NO₂ (hoặc các nhóm –COOH, –SO₃H, –CHO …) phản ứng thế vào vòng sẽ khó hơn và ưu tiên xảy ra ở vị trí meta.v

b. Thế ở nguyên tử H của mạch nhánh:

2. Phản ứng cộng:

Benzen và ankylbenzen không làm mất màu dung dịch brom (không cộng với brom) như các hiđrocacbon không no. 

a) Cộng hiđro:

3. Phản ứng oxi hoá:

a.Phản ứng oxi hoá không hoàn toàn:

      Benzen không tác dụng với KMnO₄ (không làm mất màu dung dịch KMnO₄).

      Các ankylbenzen khi đun nóng với dung dịch KMnO₄ thì chỉ có nhóm ankyl bị oxi hoá. 

b.Phản ứng oxi hoá hoàn toàn:

C_nH_{2n -6}  +  $\frac{3n-3}{2}$O₂ →  nCO₂ + (n-3) H₂O

 IV. Điều chế và ứng dụng

1. Điều chế

2. Ứng dụng

Benzen là một trong những nguyên liệu quan trọng nhất của công nghiệp hoá hữu cơ. Nó được dùng nhiều nhất để tổng hợp các monome trong sản xuất polime làm chất dẻo, cao su, tơ sợi (chẳng hạn polistiren, cao su buna - stiren, tơ capron). Từ benzen người ta điều chế ra nitrobenzen, anilin, phenol dùng để tổng hợp phẩm nhuộm, dược phẩm, thuốc trừ dịch hại,...

      Toluen được dùng để sản xuất thuốc nổ TNT (trinitrotoluen).

      Benzen, toluen và các xilen còn được dùng nhiều làm dung môi.