אופי ההטרוארומטיות
ארומטיות מציינת את התייצבות משמעותית של תרכובת טבעת על ידי מערכת של קשרים יחידים וכפולים לסירוגין - המכונה מערכת מחוברת מחזורית - בה משתתפים בדרך כלל שישה π אלקטרונים. אטום חנקן בזירה יכול לשאת מטען חיובי או שלילי, או שהוא יכול להיות בצורה ניטרלית. אטום חמצן או גופרית בזירה יכול להיות בצורה ניטרלית או לשאת מטען חיובי. הבחנה מהותית נעשית בדרך כלל בין (1) אותם הטרואטומים המשתתפים במערכת מצומדת מחזורית באמצעות זוג אלקטרונים בודד, או לא משותף, הנמצאים במסלול אנכי למישור הטבעת ו (2) אותם הטרואטומים שהם עשו זאת מכיוון שהם מחוברים לאטום אחר באמצעות קשר כפול.
דוגמה לאטום מהסוג הראשון הוא אטום החנקן בפירול, המקושר על ידי קשרים קוולנטיים יחידים לשני אטומי פחמן ואטום מימן. לחנקן מעטפת חיצונית ביותר של חמישה אלקטרונים, שלושה מהם יכולים להיכנס לשלושה קשרים קוולנטים עם אטומים אחרים. לאחר היווצרות הקשרים, כמו במקרה של פירול, נותר זוג אלקטרונים לא משותף שיכול לעסוק בצירוף מחזורי. הסקסטט הארומטי בפירול מורכב משני אלקטרונים מכל אחד משני הקשר הכפול פחמן-פחמן ושני האלקטרונים המרכיבים את זוג האלקטרונים הלא משותף של אטום החנקן. כתוצאה מכך, קיימת זרימה נטו של צפיפות אלקטרונים מאטום החנקן לאטומי הפחמן כאשר האלקטרונים של החנקן נמשכים לסבסטית הארומטית. לחלופין, ניתן לתאר את מולקולת הפירולול ככלאיים של תהודה - כלומר, מולקולה אשר ניתן לקרב את המבנה האמיתי שלה רק על ידי שתי צורות שונות או יותר, המכונות צורות תהודה.
דוגמא להטרום מהסוג השני הוא אטום החנקן בפירידין, שקושר באמצעות קשרים קוולנטיים לשני אטומי פחמן בלבד. לפירודין יש גם sextet π-אלקטרונים, אך אטום החנקן תורם אליו רק אלקטרון אחד, כאשר אלקטרון אחד נוסף תורם על ידי כל אחד מחמשת אטומי הפחמן בזירה. בפרט, זוג האלקטרונים הלא-משותף של אטום החנקן אינו מעורב. יתר על כן, מכיוון שמשיכת החנקן לאלקטרונים (האלקטרוניטיביות) גדולה מזו של הפחמן, האלקטרונים נוטים לנוע לעבר אטום החנקן ולא להתרחק ממנו, כמו בפירול.
באופן כללי, ניתן להתייחס להטרואטומים כמו פירוליד או דמוי פירידין, תלוי אם הם נכללים במחלקה הראשונה או השנייה שתוארו לעיל. ההטרואטומים הדמויי פירוליות ―NR― (R הם מימן או קבוצת פחמימנים), ―N - -, ―O― ו- ―S― נוטים לתרום אלקטרונים למערכת π האלקטרונים, ואילו ההטרואטומים דמויי הפרידין ―N =, ―N + R =, ―O + =, ו- ―S + = נוטים למשוך את האלקטרונים π של קשר כפול.
בטבעות הטרוארומטיות בעלות שישה חברים, ההטרואטומים (בדרך כלל חנקן) דומים לפירידין - למשל, התרכובות פירימידין, המכילה שני אטומי חנקן, ו 1,2,4-טריאזין, המכיל שלושה אטומי חנקן.
שישה תרכובות הטרוארומטיות אינן יכולות בדרך כלל להכיל הטרואטומים דמוי פירוליות. עם זאת, חמש טבעות הטרוארומטיות מכילות תמיד אטום חנקן, חמצן או גופרית כמו פירולין, והן עשויות להכיל עד ארבעה הטרואטומים דמויי פירודין, כמו בתרכובות תיאופן (עם אטום גופרית אחד), 1,2,4 אוקסדיאזול (עם אטום חמצן אחד ושני אטומי חנקן) ופנטזול (עם חמישה אטומי חנקן).
המדידה הכמותית של הארומטיות - ואפילו ההגדרה המדויקת שלה - מאתגרת את הכימאים מאז שהכימאי הגרמני אוגוסט Kekule ניסח את מבנה הטבעת של בנזן באמצע המאה ה -19. שיטות שונות המבוססות על קריטריונים אנרגטיים, מבניים ומגנטיים נמצאו בשימוש נרחב למדידת הארומטיות של תרכובות פחמימות. עם זאת, קשה מאוד ליישם את כל אלה במערכות הטרוארומטיות בגלל סיבוכים הנובעים מנוכחות הטרואטומים.
תגובתיות כימית יכולה לספק תובנה איכותית מסוימת לגבי ארומטיות. תגובתיות של תרכובת ארומטית מושפעת מהיציבות הנוספת של המערכת המצומדת שהיא מכילה; היציבות הנוספת בתורו קובעת את נטיית התרכובת להגיב על ידי החלפת מימן - כלומר החלפת אטום מימן קשור יחדיו לאטום או קבוצה אחרת שקשורה יחדיו - ולא על ידי הוספת אטום אחד או יותר למולקולה דרך השבירה של קשר כפול (ראה תגובת התחלופה; תגובת תוספת). מבחינת תגובתיות, אפוא, מידת הארומטיות נמדדת על ידי הנטייה היחסית להחלפה ולא לתוספת. לפי קריטריון זה, הפרידין ארומטי יותר מפוראן, אך קשה לומר עד כמה ארומטי יותר.
