凯库勒 1829 年生于达姆施塔特， 1847 年入吉森大学学习建筑。他受了李比希的影响，把注意力转向化学，拜李比希为师。1850 年，完成了题为《硫酸氢戊酯》的博士论文。
1850--1856 年，他遵照导师的意见到巴黎去与类型论者进行广泛的接触，听过杜马讲授的有机化学，读过热拉尔（ Charles Gerhardt ）刚刚写成的《有机化学专论》手稿，结识了武慈。凯库勒已窥见了有机化学的现状，以及有机化学理论上的混乱情况。
1854 年冬，凯库勒抵伦敦，在一家医院里担任斯登豪斯（ Stenhouse ，是李比希的学生）的助手，在那里结识了威廉逊和霍夫曼等人，他们经常聚会在一起讨论有机化学的理论问题和哲学问题，这些对年轻的凯库勒产生强烈的影响。如他后来所说：" 我最初是李比希的学生，后来是杜马、热拉尔和威廉逊的学生，现在我不属于任何学派。"1858 年，他任比利时时根特（ Ghent ）大学的教授，在这里（ 1866 年），他发表了苯的结构式，使凯库勒名扬于世。1867 年，应聘为波恩大学教授和化学研究所所长，至 1896 年逝世。
凯库勒对有机化学结构理论的建立做了许多重要贡献。其中如：
（ 1 ） 关于碳元素四价学说和碳原子之间可以连接成链的假设。1850 年英国化学家富兰克兰德在研究金属有机化合物时，发现在一些金属有机分子中，每一种金属原子只能和完全确定数目的有机基团化合，这个数目称为元素的原子价。富兰克兰德的想法为凯库勒发展了，凯库勒懂得化合价真正意义并把它当作自己的有机分子的结构理论的主导思想。1857 年凯库勒提出有机化合物最重要的元素是碳，碳是四价的。在此基础上设计了一些化合物的结构模型。1858 年，凯库勒发表了《关于化合物结构与变态以及碳原子的化学性质》，再次强调碳原子是四价的，并提出碳原子之间可以相互成链，这一假说后来成为有机分子结构理论的基础，至今证实了它的正确性，反映了客观性。同年英国化学家库帕在他的《论新的化学理论》一文中也提出碳是四价的和碳原子之间可以相连成链状的假说。凯库勒读了这篇论文之后，立即又写了一篇论文，指出：确认碳原子是四价的和确认有可能形成碳链的优先权应当属于凯库勒。然而他又指出，认为有机化合物分子具有一定的结构，可用结构式表示。这种观点的提出应当归功于库帕。
（ 2 ） 建立了苯的结构式。苯是法拉第于 1825 年发现的。1865 年凯库勒提出苯的环状结构学说为：" 假如我们要说明芳香性化合物中原子的组成情况，必须解释以下事实：① 所有芳香性化合物，即使是最简单的，也较脂肪族中相应的化合物含较多的碳；② 象脂肪族中一样，芳香族中也存在着为数很多的同系物；③ 最简单的芳香性化合物，至少含有六个碳原子，六个碳原子形成对称环状，各碳原子之间存在着单键或双键；④ 芳香物质的所有衍生物，表现某些同族的特性，它们都属于芳香族化合物 ，它们在进行一些较激烈的反应后，常常失去部分的碳，但主要产物仍至少含有六个碳原子，除非有机基团受到完全破坏。否则，当这些至少含有六个碳原子的产物形成时，分解作用也就停止了。"
凯库勒在 1865 年用六角形表示苯的结构式（ Ⅰ ）， 1866 年，他画了一个有单，双键的空间模型的草图（ Ⅱ ） ，后来简化为（ Ⅲ ）。
至于凯库勒如何发现苯的结构式，据记载有各种说法。例如，有原子环圈舞形式的；有六个猴彼此抓住爪子或尾巴的；有被其侍仆打碎的伯爵夫人的戒指形式的；有的像波斯地毯上的图案；有蛇形说的。就以蛇形的来说，记载也有出入。凯库勒在 1890 年纪念苯的结构式问世 25 周年大会上回忆说：" 如果大家听到在我头脑中产生的极为轻率的联想是怎样形成这一有关概念的经过，一定会感到有趣的。" 在我当年侨居伦敦期间曾有一度住在议会下院附近的克拉帕姆路。我常常去找住在这个城市另一端的一位朋友 —— 谬拉，一起度过夜晚时间。我们海阔天空地谈论各种问题，其中大部分话题是关于化学的。一个晴朗的夏日夜晚，喧嚣的城市已经沉睡了的时候，我才乘最后的一班公共马车返回。我照例坐在车上不一会便陷入沉思。这时，我的眼前浮现出原子在旋转。平时原子总是在我脑海中不停地运动着，但未看出是什么模样。而这个夜晚小原子总是时而结合成对，时而大原子拥抱两个小原子，大原子一会儿捉住三个或四个小原子，一会儿又似乎全部形成旋涡状而跳起华尔兹舞来。我还看见大原子排着队，处于链的另一端的小原子被牵着走。那正是我的恩师。化学大师考普在他的著作《分子世界》中，以他那引人入胜的笔调描绘世界。而这些我都是在他之前看到的。当马车乘服务员喊了一声：" 克拉帕姆路到了 " 的时候，才使我从幻想中惊醒。我回到寓所之后，为了把这个幻影记下来，至少耗费了这个晚上的一个时辰，我的结构理论就这样诞生了。"" 关于苯式理论的起源也是同样的。当我住在比利时的格恩，我的书房面向狭窄的胡同，一点阳光也透不进来，这对于白天在实验室工作的我来说，没有什么不方便。一天夜晚，我执笔写着《化学教程》，但是，思维总是不时地转向别的问题，写得很不顺利。于是，我把椅子转向壁炉打起肫来。这时候，在我的眼前又出现一群原子旋转起来，其中小原子群跟在后面。曾经体验过这种幻影的我，对此敏感起来，立即从中分辨出种种不同形状，不同大小的形象以及多次浓密集结的长列。而这一些像一群蛇一样，互相缠绕，边旋转边运动。除此以外，我还见了什么，仿佛其中一条蛇衔着自己的尾巴，似乎在嘲弄我，开始旋转起来。我象被电击一样猛醒起来。这一次，我又为整理这一假说忙了剩余的夜晚。" 在莫里森的《有机化学》又有一段稍有不同的叙述。根据以上的叙述，说明凯库勒平时总是把原子分子的形象萦绕在脑海中，从幻觉中得到了重要的启示，这是因为他在青年时代学过建筑学，善于捕捉住直观形象。他曾从过名师李比希、杜马、威廉逊等，不属于任何学派，养成独立思考的习惯，以丰富的化学事实为依据，以严肃的科学态度进行多方面的分析探讨才取得成功。
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