Compușii aromatici cuprind o clasă de hidrocarburi care include un inel de carbon nesaturat cu șase membri în care electronii de valență ai legăturii pi sunt complet delocalizați sau conjugați. Acești compuși sunt stabili și abundenți atât sub formă naturală, cât și sub formă sintetică. Cel mai simplu dintre compușii aromatici este benzenul (C6H6), un cancerigen inflamabil, dar totuși o substanță chimică importantă din punct de vedere industrial. Numele de aromatic se bazează pe aromele puternice ale multor compuși aromatici mai mari. Diamantele și grafitul, deși nu sunt considerate compuși aromatici, demonstrează partajarea delocalizată a electronilor pe distanțe atomice foarte mari.
Legătura covalentă carbon-carbon, baza chimiei organice, împarte doi electroni între doi atomi de carbon adiacenți ca o legătură simplă sau patru electroni între doi atomi de carbon într-o legătură dublă. Un sistem conjugat are o serie de legături simple și duble alternative care pot fi reprezentate prin două sau mai multe structuri Lewis. Conjugarea sau rezonanța are loc atunci când există orbitali p disponibili sau orbitali d în compuși cu greutate moleculară mai mare, în care să se răspândească electronii de valență disponibili. Conjugarea poate avea loc în configurații liniare, ramificate sau ciclice între legăturile atomilor de carbon, oxigen sau azot.
Aromaticitatea apare atunci când electronii din lanțul de carbon sunt și mai delocalizați prin formarea unui inel cu șase atomi de carbon cu echivalentul a trei fiecare dintre legături simple și duble alternative. Dacă benzenul s-ar comporta ca o moleculă cu trei legături duble, chimiștii s-ar aștepta ca legăturile duble ale moleculei să fie mai scurte decât legăturile simple, dar lungimile legăturilor de carbon ale benzenului sunt toate egale și coplanare. Benzenul și alți compuși aromatici nu suferă reacții de adiție ca și alchenele. Alchenele adaugă grupuri prin legăturile lor duble, în timp ce compușii aromatici înlocuiesc un atom de hidrogen cu un grup.
Energia eliberată atunci când ciclohexena este hidrogenată la ciclohexadienă prin adăugarea de hidrogen la legătura dublă este de 28.6 kcal pe mol. Hidrogenarea ciclohexadienei cu două legături duble eliberează 55.4 kcal/mol sau 27.7 kcal per mol H2. Benzenul eliberează 49.8 kcal pe mol sau 16.6 kcal pe mol H2 la hidrogenarea completă. Valoarea remarcabil de scăzută este o măsură a stabilității structurii aromatice.
Chimiștii explică morfologia plană a benzenului, lungimile egale ale legăturilor de carbon și energia scăzută a legăturilor sale duble, concluzând că orbitalii 2p sunt distribuiți pe toți cei șase atomi de carbon. Orbitalii pi delocalizați sunt vizualizați ca formând un tor deasupra și sub planul inelului scheletului de carbon. Această configurație explică toate caracteristicile sale și susține conceptul de orbitali pi partajați în alte sisteme conjugate.
Compușii aromatici exercită adesea o presiune de vapori, iar multe dintre moleculele gazoase sunt detectabile de nasul uman. Coaja de scorțișoară, frunzele de iarnă și boabele de vanilie au toate compuși aromatici pe care oamenii îi pot mirosi. Sinteza acestor compuși sau a unor compuși similari este, de asemenea, baza aromelor artificiale alimentare.
Unii compuși aromatici foarte interesanți constau din structuri policiclice care împart una sau mai multe laturi ale inelului de carbon cu șase membri cu un inel de carbon alăturat. Naftalina (C10H8) are două inele benzenice unite; trei inele unite liniar se numesc antracen (C14H10), în timp ce șase inele benzenice într-un cerc, cu un nivel foarte ridicat de delocalizare a electronilor, se numesc hexhelicen (C26H16). Odată cu creșterea numărului de inele, raportul hidrogen-carbon scade, materialul devine mai stabil, mai dur, iar punctul de topire crește. Pe măsură ce raportul se apropie de zero, compusul este în esență o altă formă de carbon. Grafitul constă din foi de structuri inelare delocalizate cu atomi de carbon hibridizați sp2, iar diamantele sunt hibridizate sp3 în structuri tridimensionale asemănătoare cuștilor interconectate, toate datorită aromaticității.