Aromaattiset yhdisteet käsittävät hiilivetyluokan, joka sisältää kuusijäsenisen tyydyttymättömän hiilirenkaan, jossa pi-sidoksen valenssielektronit ovat kokonaan delokalisoituneet tai konjugoituneet. Nämä yhdisteet ovat stabiileja ja runsaasti sekä luonnollisissa että synteettisissä muodoissa. Yksinkertaisin aromaattisista yhdisteistä on bentseeni (C6H6), syttyvä karsinogeeni, mutta teollisesti tärkeä kemikaali. Nimi aromaattinen perustuu monien suurempien aromaattisten yhdisteiden voimakkaisiin aromeihin. Timantit ja grafiitti, vaikka niitä ei pidetä aromaattisina yhdisteinä, osoittavat delokalisoitua elektronien jakamista hyvin pitkillä atomimatkoilla.
Hiili-hiili-kovalenttinen sidos, orgaanisen kemian perusta, jakaa kaksi elektronia kahden vierekkäisen hiiliatomin välillä yhtenä sidoksena tai neljä elektronia kahden hiilen välissä kaksoissidoksessa. Konjugoidussa järjestelmässä on sarja vuorottelevia kerta- ja kaksoissidoksia, joita voidaan esittää kahdella tai useammalla Lewis -rakenteella. Konjugaatio tai resonanssi tapahtuu, kun käytettävissä on p-orbitaaleja tai d-orbitaaleja suurempien molekyylipainojen yhdisteissä, joissa käytettävissä olevat valenssielektronit levitetään. Konjugaatio voi tapahtua lineaarisissa, haarautuneissa tai syklisissä kokoonpanoissa hiili-, happi- tai typpiatomien sidosten välillä.
Aromaattisuus ilmenee, kun hiiliketjun elektronit delokalisoituvat entisestään muodostamalla kuuden hiilen rengas, joka vastaa kolmea vuorottelevaa yksittäistä ja kaksoissidosta. Jos bentseeni käyttäytyisi molekyylinä, jossa on kolme kaksoissidosta, kemistit odottavat molekyylin kaksoissidosten olevan lyhyempiä kuin yksittäiset sidokset, mutta bentseenin hiilisidosten pituudet ovat kaikki yhtä suuret ja tasapuoliset. Bentseeni ja muut aromaattiset yhdisteet eivät käy läpi lisäreaktioita kuten alkeenit. Alkeenit lisäävät ryhmiä kaksoissidostensa yli, kun taas aromaattiset yhdisteet korvaavat ryhmän vetyatomin.
Energia, joka vapautuu, kun syklohekseeni hydrataan sykloheksadieeniksi lisäämällä vetyä kaksoissidokseen, on 28.6 kcal / mooli. Sykloheksadieenin hydraus kahdella kaksoissidoksella vapauttaa 55.4 kcal/mooli tai 27.7 kcal H2 -moolia kohti. Bentseeni vapauttaa 49.8 kcal moolia kohti tai 16.6 kcal moolia H2: ta täydellisen hydrauksen jälkeen. Huomattavasti alhainen arvo on aromaattisen rakenteen vakauden mitta.
Kemistit selittävät bentseenin tasomaisen morfologian, yhtä suuret hiilisidosten pituudet ja sen kaksoissidosten alhaisen energian päättämällä, että 2p -orbitaalit jakautuvat kaikille kuudelle hiilelle. Delokalisoidut pi -orbitaalit visualisoidaan muodostamaan torus hiilirunkorenkaan tason ylä- ja alapuolella. Tämä kokoonpano selittää kaikki sen ominaisuudet ja tukee jaettujen pi -orbitaalien käsitettä muissa konjugoiduissa järjestelmissä.
Aromaattiset yhdisteet aiheuttavat usein höyrynpainetta, ja monet kaasumaisista molekyyleistä ovat havaittavissa ihmisen nenän kautta. Kanelin kuorella, talvivihreillä lehdillä ja vaniljapavuilla on aromaattisia yhdisteitä, joita ihminen voi haistaa. Näiden tai vastaavien yhdisteiden synteesi on myös keinotekoisten elintarvikearomien perusta.
Jotkut erittäin mielenkiintoiset aromaattiset yhdisteet koostuvat polysyklisistä rakenteista, joilla on yksi tai useampi puoli kuusijäsenisestä hiilirenkaasta viereisen hiilirenkaan kanssa. Naftaleenissa (C10H8) on kaksi liitettyä bentseenirengasta; kolmea rengasta, jotka on liitetty lineaarisesti, kutsutaan antraseeniksi (C14H10), kun taas kuutta bentseenirengasta ympyrässä, joilla on erittäin korkea elektronien delokalisointi, kutsutaan heksheleeniksi (C26H16). Renkaiden lukumäärän kasvaessa vety-hiili-suhde pienenee, materiaali muuttuu vakaammaksi, kovemmaksi ja sulamispiste kasvaa. Kun suhde lähestyy nollaa, yhdiste on olennaisesti toinen hiilen muoto. Grafiitti koostuu arkeista delokalisoituneista rengasrakenteista, joissa on sp2-hybridisoituja hiiliatomeja, ja timantit ovat hybridisoituneet sp3 kolmiulotteisissa toisiinsa yhdistävissä häkin kaltaisissa rakenteissa, jotka kaikki johtuvat aromaattisuudesta.