Glavna kemijska lastnost aromatskih ogljikovodikov je njihova aromatičnost. Na splošno kažejo strukturno stabilnost, so zlahka podvrženi reakcijam elektrofilne substitucije in so manj nagnjeni k reakcijam dodajanja in oksidacije. Posebne lastnosti so naslednje:
Osnovna značilnost: elektrofilne substitucijske reakcije
To je najbolj značilna reakcija aromatskih ogljikovodikov. Med reakcijo se ohrani stabilna struktura benzenskega obroča. Pogosti tipi vključujejo:
Nitriranje: benzen reagira s koncentrirano dušikovo kislino pod katalizo s koncentrirano žveplovo kislino in segrevanjem, da nastane nitrobenzen. To je značilna substitucijska reakcija aromatskih ogljikovodikov.
Sulfoniranje: Reakcija s koncentrirano žveplovo kislino, kjer so vodikovi atomi v benzenovem obroču nadomeščeni s skupinami sulfonske kisline (-SO₃H). Reakcija je reverzibilna in se lahko uporabi za lokalizacijsko zaščito benzenskega obroča.
Halogeniranje: Pod katalizo Lewisovih kislin (kot je FeCl3) se atomi vodika v benzenovem obroču nadomestijo s halogeni, da nastanejo haloaromatski ogljikovodiki.
Francoska-Craftsova reakcija: vključno z alkilacijo in acilacijo, je uvajanje alkilnih ali acilnih skupin v benzenski obroč pod katalizo AlCl3 pomembna metoda za pripravo aromatskih ketonov in alkilbenzenov. Vendar je alkilacija nagnjena k prerazporeditvi.
Usmerjevalni učinek: obstoječi substituenti na benzenovem obroču vplivajo na položaj in reaktivnost nadaljnjih substitucij: skupine, ki dajejo elektron- (kot sta metil in hidroksil) aktivirajo benzenski obroč, prednostno povzročijo substitucijo na orto/para položaju; skupine, ki odvzemajo elektron- (kot sta nitro in karboksil), deaktivirajo benzenski obroč, kar prednostno povzroči substitucijo na meta položaju; halogeni so poseben primer, saj deaktivirajo benzenski obroč, vendar še vedno povzročijo orto/para-usmerjeno substitucijo.
Adicijske reakcije: Konjugirani sistemi aromatskih ogljikovodikov so stabilni in zahtevajo stroge pogoje za dodajanje, postopek dodajanja pa pogosto poruši strukturo aromatov.
Katalitično hidrogeniranje: benzen lahko pri visoki temperaturi in tlaku ter s katalizatorjem popolnoma doda vodik, da nastane cikloheksan; aromatski ogljikovodiki s kondenziranim -obročem, kot sta naftalen in antracen, so bolj nagnjeni k adiciji kot benzen in prednostno reagirajo na bolj reaktivnem položaju.
Fotokemično halogeniranje: Benzen lahko pod svetlobnim obsevanjem doda klor, da nastane heksaklorocikloheksan, namesto da bi bil podvržen substitucijski reakciji.