1. Carence en hydrogène :
* Saturation théorique : Un hydrocarbure entièrement saturé avec six carbones aurait la formule C6 H14 (suivant la formule générale Cn H2n+2 ).
* Formule du benzène : Le benzène a la formule C6 H6 , ce qui signifie qu'il contient quatre atomes d'hydrogène en moins qu'un composé saturé à six carbones. Cette « carence en hydrogène » est une marque d’insaturation.
2. Réactivité :
* Réactions d'addition : Contrairement aux hydrocarbures saturés (alcanes) qui sont relativement peu réactifs, le benzène subit des *réactions de substitution*, dans lesquelles un atome d'hydrogène est remplacé par un autre atome ou groupe. En effet, les électrons de son système cyclique sont délocalisés et plus stables qu’une double liaison typique.
* Hydrogénation : Le benzène peut être forcé à subir une hydrogénation, ajoutant des atomes d’hydrogène au cycle et brisant le système délocalisé. Cela nécessite une énergie et une pression importantes, ce qui indique en outre sa nature insaturée.
3. Structure moléculaire :
* Electrons délocalisés : Les six électrons de l’anneau ne sont pas localisés entre des atomes de carbone spécifiques comme les doubles liaisons typiques. Au lieu de cela, ils sont délocalisés, formant un nuage au-dessus et au-dessous du plan de l’anneau. Cette délocalisation contribue à sa stabilité mais indique également la disponibilité d'électrons pour les réactions.
4. Preuve spectroscopique :
* Spectroscopie RMN : Les déplacements chimiques des atomes d’hydrogène dans le benzène sont caractéristiques d’un cycle aromatique, indiquant la délocalisation des électrons.
* Spectroscopie UV-Vis : Le benzène absorbe la lumière ultraviolette en raison des électrons pi délocalisés, ce qui est une autre indication de sa nature insaturée.
En résumé : Bien que la structure du benzène ne présente pas de doubles liaisons traditionnelles, sa carence en hydrogène, sa réactivité, ses électrons délocalisés et ses propriétés spectroscopiques confirment toutes qu'il s'agit d'un composé insaturé. Le terme « aromatique » est utilisé pour décrire ce type unique d’insaturation.