61 Vòng được tạo thành do sự xen phủ của nguyên tử carbon lai hóa sp2 và các orbital của các dị tố. Hệ thống điện tử của dị vòng thơm là hệ liên hợp và số điện tử trong vòng phù hợp với công thức Huckel (4n+2) điện tử π.
Các dị vòng thơm có hệ thống liên hợp cho nên các dị vòng có sự phân bố mật độ điện tử trên các nguyên tử. Có thể minh họa các công thức trung gian của một số dị vòng như sau:
- Dị vòng thơm 5 cạnh:
Nhận xét: tại các vị trí có điện tích (-) dễ xảy ra phản ứng thế ái điện tử ở vị trí 2 và 3. Vòng thơm 5 cạnh có hệ thống dien liên hợp nên thể hiện tính chất của hydrocarbon chưa no. Có các phản ứng cộng hợp, phản ứng cộng Diels-Alder, phản ứng oxy hóa.
- Dị vòng thơm 6 cạnh:
Các công thức cấu tạo và công thức trung gian có thể có của dị vòng pyridin
Nhận xét: điện tích âm tập trung trên dị tố. Pyridin có tính base
Điện tích dương xuất hiện ở carbon 2, 4, 6. Phản ứng thế ái nhân xảy ra ở các vị trí này. Ở dị vòng thơm 6 cạnh, phản ứng thế ái điện tử xảy ra khó khăn tại vị trí 3, 5. Dị vòng thơm 6 cạnh có cấu trúc như benzen nên nhân dị vòng khó bị oxy hóa. Cũng như các đồng đẳng của benzen, dị vòng chỉ bị oxy hóa ở mạch nhánh.
b. Tính chất của dị tố
Dị tố có điện tích âm hoặc có cặp điện tử không liên kết nên dị vòng có tính base. Cặp điện tử của dị tố trên dị vòng thơm 5 cạnh đã tham gia hệ thống thơm cho nên tính base của dị vòng thơm 5 cạnh yếu hơn tính base của dị vòng thơm 6 cạnh. Tính base của pyridin mạnh hơn pyrrol là do cặp điện tử tự do trên nitơ không tham gia hệ thống thơm. Pyridin thể hiện tính base như một amin bậc 3.
62 Tính base của dị vòng không phụ thuộc vào số lượng dị tố có trong vòng. Yếu tố phân bố mật độ điện tử và yếu tố lập thể ảnh hưởng mạnh đến tính base