轨道图像
苯分子的观察结果表明：所有原子都处于平面结构，每个碳原子与另外三个原子形成键，且键角均为120度。这一结构说明苯分子内部发生了sp²杂化。具有sp²杂化的碳原子在其表面还保留着一个未杂化的p轨道。通过sp²杂化轨道的重叠，碳原子之间通过σ键连接形成环状结构；而通过p轨道的重叠，电子云实现了完全的离域。正是由于这种完全的电子离域，苯分子具有极高的稳定性。
根据分子轨道理论，六个相互重叠的原子轨道会在分子中形成六个新的轨道。其中三个是成键轨道，另外三个是反键轨道。
成键组合包含 π1、π2 和 π3 轨道，而反键组合（用 π4、π5 和 π6 表示）则不包含任何成键轨道。同样地，原子的成键轨道（π2 和 π3）与原子的反键轨道（π4 和 π5）具有相同的能量，这些轨道被称为简并轨道。
由于成键轨道中的电子，分子的稳定性非常高。此外，所有的成键轨道都已被填满，所有的π电子的自旋都是配对的，因此稳定性得到了进一步提升。具有这些特性的分子被称为具有闭合的电子壳层和离域电子。像苯这样的闭合键分子中的离域电子赋予了这些分子极强的稳定性和较大的共振能量。
苯中的共振
在现代仪器分析研究中，已经证实苯环中的所有苯键长度都相同，大约为1.40皮米（pm）。这个长度正好介于碳-碳单键（1.46 pm）和碳-碳双键（1.34 pm）的长度之间。1皮米等于1 × 10^-12米。此外，这些研究还表明苯分子中的所有键角都是120°，并且苯分子的结构是平面的（即所有原子都在同一平面上）。苯的结构可以通过共振理论和分子轨道理论来解释。
对于同一种分子，可能存在许多不同的结构，但根据共振理论，这些结构都不是绝对正确的。所绘制的结构都是基于真实结构的组合，而真实结构才是最稳定的。一个分子能够存在的结构越多，其杂化结构就越稳定。在杂化结构中，共振能是指计算能量与实际能量之间的差值。化合物的共振能与其稳定性成正比。苯分子可以用两种凯库勒结构来表示，这两种结构都基于强烈的共振效应。
这种混合结构可以用以下方式表示：
电子在整个分子中移动，如圆圈所示。此外，共轭二烯体系中的电子是离域的（即电子分布在分子轨道中）。共轭二烯体系与苯一样稳定。由于具有1,3,5-环己三烯的结构，苯分子比单独存在时更加稳定。分子的共振能量（36千卡/摩尔）正是来源于这种额外的稳定性。
芳香特性
那些具有π电子共振共振离域特性的化合物，比如苯，具有特殊的稳定性。命名芳香族化合物
大量的名称缺乏系统性。
它通常被称为“苯”，作为单取代苯的通用名称，类似于其他烃类化合物。
当苯环连接到母链上时，它被称为“苯基”。如果母链中的碳原子数超过六个，苯环就被视为一个取代基。如果最长的烷基链取代基含有六个或更少的碳原子，那么苯环就是母链本身。
赫克尔规则（Huckel's Rule）
根据胡克尔规则，你可以通过分子中的π电子数（N）以及环系统的结构来判断一个分子是芳香性的、反芳香性的还是非芳香性的。在芳香体系中，你可以通过以下算法来确定π电子的数量：
N = 4n + 2
这里的 "n" 是一个整数。
根据以下算法，可以确定反芳香体系中存在多少个芳香族（AB）电子：
N = 4n
这里的 "n" 是一个整数。
非芳香化合物是指那些在平面构象中不存在连续的、共轭的π轨道环的化合物。在判断一个环状分子是否具有芳香性时，胡克尔规则（Huckel's Rule）是一个有用的初步判断方法。值得探讨的是：一个分子是否必须具有平面结构才能被认为是芳香的。
芳香离子
一个分子只要拥有 4n+2 个 π 电子，它就是中性的或带电的。例如，环戊二烯基阴离子属于芳香离子家族。如果它是一个芳香离子，那么它能够完全共轭吗？那么我们怎么知道这个分子的每个原子上都有一个 p 轨道呢？在碳原子 2-5 之间，sp2 杂化是由于它们各自连接了三个原子并且没有孤对电子造成的。但是碳原子 1 呢？判断一个原子是否发生 sp2 杂化的一个更简单的方法是看它是否有孤对电子。如果一个原子与另一个带有孤对电子的原子相连，那么那个原子也是 sp2 杂化的。根据 4n+2 规则，环戊二烯基阴离子有 6 个电子。