杂芳香化合物
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杂芳香化合物是一种芳香环，环本身含有至少一个非碳原子，最常见的是氮、氧或硫。前缀 hetero（杂）意为不同，标志着并非每个环原子都是碳。这些环保留了苯的全部芳香特权——平面、离域的 pi 电子云、稳定性——只是环路里织进了一个不同的原子，从而微妙地改变了它们的化学。
关键的新观念是杂原子的电子如何计入 pi 体系。规则是问孤对电子处在哪个轨道里。在吡啶中，氮取代了一个 CH，像碳那样为一个环内双键贡献一个电子，并把它的孤对保留在一个躺在环平面内、向外伸出的 sp2 轨道里，不属于 pi 环路；所以吡啶有六个 pi 电子（三个双键），是芳香的，还带一个碱性的、可供使用、向外伸出的孤对。在吡咯、呋喃和噻吩中，杂原子则把一对孤对捐给 pi 体系：各有两个环内双键（四个 pi 电子）加上一个处在 p 轨道里的杂原子孤对（再两个），共六个 pi 电子，芳香。由于那对孤对正忙着把环维系在一起，它远不那么可用，所以吡咯是很弱的碱。
杂芳香环在生物学和医学中无处不在。氨基酸组氨酸中的咪唑环、DNA 与 RNA 碱基的嘧啶环和嘌呤环、血红素和叶绿素中的卟啉环，以及很大一部分药物，都建立在杂芳香核心之上。理解孤对如何计数——是处于平面内还是处于 pi 体系中——能让你预测某个氮会不会显碱性，而这正是药物化学中最具实际意义的问题之一。
咪唑是一个带两个氮的五元环，有一个吡啶型氮（孤对在平面内，碱性）和一个吡咯型氮（孤对在 pi 体系中，非碱性）；正是这种双重性质使组氨酸在酶的活性位点上如此有用。
杂原子的孤对是否加入 pi 环路，决定了它的碱性。
把孤对计入 pi 体系，只有当它占据一个与环对齐的 p 轨道时才正确；一个处于平面内的 sp2 孤对（如吡啶中的）不计入 4n+2 总数，并保持自由、可充当碱。