I. BENZEN

- Công thức phân tử: C₆H₆.

- Công thức cấu tạo: Phân tử benzen gồm 6 nguyên tử H và 6 nguyên tử C nằm trong cùng một mặt phẳng trong đó 6 nguyên tử C tạo thành hình lục giác đều, mỗi nguyên tử C lại liên kết với một nguyên tử H nữa. Độ dài các liên kết C-C bằng nhau, độ dài các liên kết C-H cũng như nhau.

1. Tính chất vật lý

- Bezen là chất lỏng, không màu, có mùi thơm đặc trưng nhẹ hơn nước và không tan trong nước.

2. Tính chất hóa học

a. Phản ứng thế

C₆H₆ + Br₂ → C₆H₅Br + HBr (Fe, t^o)

C₆H₆ + HNO₃ → C₆H₅NO₂ + H₂O (H₂SO₄ đặc, t^o)

b. Phản ứng cộng

C₆H₆ + 3H₂ → xiclohexan (Ni, t^o)

C₆H₆ + 3Cl₂ → C₆H₆Cl6 (as) (hexacloran hay 666 hay 1,2,3,4,5,6 - hexacloxiclohexan)

c. Phản ứng oxi hóa

- Benzen không làm mất màu dung dịch KMnO₄.

- Oxi hóa hoàn toàn:

C₆H₆ + 7,5O₂ → 6CO₂ + 3H₂O (t^o)

3. Điều chế benzen

- Từ axetilen:

3C2H₂ → C₆H₆ (C, 600^oC)

- Tách H₂ từ xiclohexan:

C₆H₁₂→ C₆H₆ + 3H₂ (t^o, xt)

II. ĐỒNG ĐẲNG CỦA BENZEN

- Là những hiđrocacbon trong phân tử có chứa 1 vòng benzen và nhánh ankyl.

- Công thức chung: C_nH_2n-6 (n > 6).

Hay gặp là toluen C₆H₅CH₃, xilen C₆H4(CH₃)2, cumen C₆H₅CH(CH₃)2...

1. Tính chất hóa học

a. Phản ứng thế

- Quy tắc thế vào vòng benzen:

+ Nếu vòng benzen đã có sẵn nhóm thế loại I (-OH, ankyl, -NH₂ ...) thì phản ứng thế xảy ra dễ hơn so với benzen và ưu tiên thế vào vị trí o- và p-.

+ Nếu vòng benzen đã có sẵn nhóm thế loại II (-COOH, -CHO, -CH=CH₂) thì phản ứng thế xảy ra khó hơn so với benzen và ưu tiên thế vào vị trí m-.

- Do các đồng đẳng của benzen còn có nhánh ankyl nên trong điều kiện thích hợp có thể thế H của nhánh ankyl.

C₆H₅CH₃ + Cl₂ → C₆H₅CH₂Cl + HCl (as)

b. Phản ứng cộng

C_nH₂n-6 + 3H₂ → xicloankan C_nH_2n (Ni, t^o)

C₆H₅CH₃ + 3H₂ → C₆H₁₁CH₃ (Ni, t^o)

c. Phản ứng oxi hóa

- Oxi hóa không hoàn toàn: các đồng đẳng của benzen làm mất màu dung dịch thuốc tím ở nhiệt độ cao mà không làm mất màu dung dịch nước Brom.

C₆H₅CH₃ + 2KMnO₄ → C₆H₅COOK + KOH + 2MnO₂ + H₂O (t^o)

- Oxi hóa hoàn toàn:

C_nH_2n-6 + (3n - 3)/2O₂ → nCO₂ + (n - 3)H₂O (t^o)

Đặc điểm của phản ứng đốt cháy benzen và đồng đẳng: n_H2O < n_CO2 và (n_CO2 - n_H2O)/3 = n_RH.

2. Nhận biết đồng đẳng của benzen

Đồng đẳng benzen làm mất màu dung dịch thuốc tím ở nhiệt độ cao.