ヘテロ芳香族性の性質
芳香族性とは、環状共役系と呼ばれる、単結合と二重結合が交互に繰り返される系による環化合物の大幅な安定化を意味します。環内の窒素原子は、正または負の電荷を運ぶことができます。あるいは、中性の形をとることができます。環内の酸素原子または硫黄原子は、中性の形態であるか、正の電荷を帯びている場合があります。基本的な違いは、通常、（1）リングの平面に垂直な軌道にある孤立した、または共有されていない電子のペアによって循環共役系に参加するヘテロ原子と、（2）ヘテロ原子との間で行われます。それらは二重結合によって別の原子に接続されているためです。
最初のタイプの原子の例は、2つの炭素原子と1つの水素原子に単一の共有結合で結合されているピロールの窒素原子です。窒素には5つの電子の最外殻があり、そのうち3つは他の原子との3つの共有結合に入ることができます。結合が形成された後、ピロールの場合のように、環状共役に関与できる非共有電子対が残ります。ピロールの芳香族六重項は、2つの炭素-炭素二重結合のそれぞれからの2つの電子と、窒素原子の非共有電子対を構成する2つの電子で構成されます。結果として、窒素の電子が芳香族六重項に引き込まれるときに、窒素原子から炭素原子への電子密度の正味の流れが生じる傾向があります。あるいは、ピロール分子は、共鳴ハイブリッド、つまり、共鳴形態と呼ばれる2つ以上の異なる形態によってのみ真の構造を近似できる分子として説明することもできます。
2番目のタイプのヘテロ原子の例は、共有結合によって2つだけの炭素原子に結合しているピリジンの窒素原子です。ピリジンにもπ電子六重項がありますが、窒素原子はそれに1つの電子しか寄与せず、リング内の5つの炭素原子のそれぞれによって1つの追加の電子が寄与します。特に、窒素原子の非共有電子対は関与していません。さらに、電子の窒素の引力（電気陰性度）は炭素の引力よりも大きいため、電子はピロールのように窒素原子から離れるのではなく、窒素原子に向かって移動する傾向があります。
かなり一般的に、ヘテロ原子は、それらが上記の第1または第2のクラスに分類されるかどうかに応じて、ピロール様またはピリジン様と呼ばれます。ピロール様ヘテロ原子― NR ―（Rは水素または炭化水素基）、― N ― ―、― O ―、および― S ―は、電子をπ電子系に供与する傾向がありますが、ピリジン様ヘテロ原子― N =、 ―N + R =、― O + =、および―S + =は、二重結合のπ電子を引き付ける傾向があります。
6員の複素芳香環では、ヘテロ原子（通常は窒素）はピリジンに似ています。たとえば、2つの窒素原子を含むピリミジン化合物と3つの窒素原子を含む1,2,4-トリアジンなどの化合物です。
6員ヘテロ芳香族化合物は、通常、ピロール様ヘテロ原子を含むことはできません。ただし、5員の複素芳香環には、常に1つのピロール状の窒素、酸素、または硫黄原子が含まれ、チオフェン（硫黄原子が1つ）の化合物のように、最大4つのピリジン様のヘテロ原子が含まれる場合もあります1,2,4 -オキサジアゾール（1つの酸素原子と2つの窒素原子を含む）、およびペンタゾール（5つの窒素原子を含む）。
19世紀半ばにドイツの化学者、August Kekuleがベンゼンの環構造を定式化して以来、芳香族性の定量的測定、さらにはその正確な定義さえも、化学者に挑戦してきました。エネルギー、構造、および磁気の基準に基づくさまざまな方法が、炭素環式化合物の芳香族性を測定するために広く使用されています。しかしながら、ヘテロ原子の存在から生じる複雑さのため、それらすべてをヘテロ芳香族系に定量的に適用することは困難です。
化学反応性は芳香性への特定の定性的な洞察を提供できます。芳香族化合物の反応性は、それが含む共役系のさらなる安定性の影響を受けます。安定性の向上により、化合物が1つ以上の原子を分子の破壊によって分子に追加するのではなく、水素の置換（つまり、単結合の水素原子を別の単結合の原子または基で置き換える）によって反応する化合物の傾向が決まります。二重結合（置換反応を参照してください;付加反応）。したがって、反応性に関して、芳香族性の程度は、添加ではなく置換への相対的傾向によって測定されます。この基準では、ピリジンはフランよりも芳香族ですが、芳香族がどれほど多いかを言うのは困難です。
