Elucidarea structurii benzenului a constituit una din cele mai importante probleme teoretice ale chimiei organice. Prima formula de structura a benzenului a fost data de August Kekule in 1865, care tinand seama de tetravalenta carbonului si de monovalenta hidrogenului, atribuie pentru hihrocarbura C6H6 o formula ciclica de tipul celei de mai sus. Ea reprezinta un ciclu de 6 atomi de carbon, uniti intre ei prin legaturi simple si duble, dispuse alternativ (conjugate). Aceasta a fost prima formula ciclica atribuita unui compus organic si a reprezentat un pas inainte in dezvoltarea chimiei organice.

    Cercetarile intreprinse asupra proprietatilor benzenului, au aratat ca structura Kekule, desi sustinuta de o serie de constatari experimentale, este infirmata de altele, ea nu este pe deplin satisfacatoare.

    A. Dintre datele experimentale care confirma structura Kekule amintim urmatoarele:

• Formula explica raportul 1:1 dintre numarul atomilor de carbon si hidrogen.
• Cei 6 atomi de hidrogen din molecula benzenului sunt echivalenti intre ei; inlocuiarea unuia dintre ei, oricare ar fi, duce la un singur derivat monosubstituit. Se cunoaste un singur metilbenzen (toluenul) indiferent de atomul de carbon la care este legat radicalul metil.
• In conditii speciale (in prezenta de catalizatori – platina la 250 grade celsius) benzenul poate fi hidrogenat dand ciclohexan. De asemenea, benzenul reactioneaza cu clorul, la lumina, formand hexaclorciclohexan.

    Aceste reactii confirma faptul ca benzenul are un ciclu de 6 atomi de carbon, ca in ciclu exista trei duble legaturi si ca reactiile de aditie decurg in conditii energice.

    B. Date experimentale ce vin in contradictie cu formula Kekule:

• Benzenul participa cu usurinta la reactii de substitutie, caracteristice compusilor saturati si este chiar mai reactiv decat acestia. Bromurarea si nitrarea benzenului decurg cu bune randamente si sunt practicate la scara industriala. De aici concluzia ca benzenul are un caracter saturat pronuntat.
• Agentii oxidanti caracteristici pentru oxidarea alchenelor sunt fara actiune asupra benzenului, molecula sa fiind stabila la oxidare.
• Daca molecula benzenului ar fi asa de nesaturata cum prevede formula Kekule, ar trebui sa manifeste tendinta de a polimeriza, fapt neconstatat experimental; de asemenea reactiile de aditie ar trebui sa decurga foarte usor, ceea ce de fapt nu se intampla.