芳香杂环被分为六元环型和五元环型。含有氮的六元芳香族杂环化合物的名称通常以“ine”结尾,中文称某“啶”,但值得注意的是,“purine”是一个非常重要的双环系统名称,该双环系统同时含有六元氮杂环和五元氮杂环,中文称“嘌呤”。
关于并环体系的命名方式,采用组合法。给其中一个环的化学键编号,从杂原子编号a,b,c,再给五元环并环原子编号1,2,3,从而,根据公用原子和化学键,得到命名:某并[2,3-b]某。
芳香性是一个我们非常熟悉且相对简单的概念。苯和烯烃的区别很明显:烯烃与亲电试剂,如液体溴,很容易发生加成反应,而苯只有在更强的条件下才会反应(例如:Lewis酸),通常发生取代反应。所不同的是由于环状6π-电子形成共轭,苯的分子轨道系统在热力学上比相应的烯烃具有更稳定的共轭体系。这种额外的稳定作用通过取代来增加反应倾向,以取代的方式来保证产物中原来的电子共轭体系的存在。在1931年提出的Huckel芳香性是:(周期性共轭系统中)观察到4n+2个电子,2、6、10、14等π-电子;到目前为止,大多数的单环芳香和杂环芳香系统都是6π-电子体系。我们用价键共振来描述结构和反应性。虽然这种处理方法并不严格,但它仍然是理解和学习有机化学的标准方法,在更高级的水平上,有机化学可以让位于更复杂的、数学的、量子力学的方法。
苯被描述为两种极限形式的“共振杂化”,这两种极限形式在轨道相互作用方面,对应于两种可能的分子轨道。有时,苯类化合物(有时也包括六元和五元杂环化合物)用六边形(五边形)内的圆表示;虽然这强调了它们的离域性质和环键长度的密切相似性(所有的键长仅在苯本身中完全相同),但这无助于解释反应。吡啶的共振能与苯的共振能相近;噻吩较低,吡咯和呋喃的稳定能较低。这些体系稳定的实际值根据假设而异,但它们的相对顺序相同:苯(150kJ/mol)、吡啶(117kJ/mol)、噻吩(122kJ/mol)、吡咯(90kJ/mol)和呋喃(68kJ/mol)。从吡啶的共振式,我们可以了解到,吡啶的2-位和4-位是亲电的,1,3-位是亲核的,但是由于吡啶是缺电子芳环,我们只能通过加入活化基团来使其亲核。一般情况下,吡啶的亲核过程是通过氮原子未被共轭的孤对电子。相比之下,吡喃鎓离子就没有什么亲核性了,但是亲电性很强。吡喃鎓离子的一种保存形式就是采用其高氯酸盐。和上面的六元环系不同,虽然只是少了一个原子,电子数目也相同,但是,五元环的周身散发着亲核的气息。以吡咯为例:(共振式很好画,不赘述)吡咯的2,3,4,5位均可以共振出现负电荷,而正电荷出现在氮原子上——注意,其亲电位点在于2,5位(事实上就是α位)——但是在没有活化的情况下不显示亲电性。只有在Lewis酸作用下,例如乙酰氯-三氯化铝体系或是简单的浓硫酸(常常出现聚吡咯),才显示吡咯的亲电性。虽然吡咯没有强亲电性,但是吡咯可以形成稳定的负离子: