化学上有种现象，叫做同分异构体，早于$1811$年已被法国化学家盖吕萨克（$\mathrm{J.L.Gay-Lussac} $0在实验中证实了,并于$1827$年由瑞典化学家伯齐力阿斯（$\mathrm{J.J.Berzelius}$）正名引入化学中.按照他的定义，同分异构体是具有相同的化学组成和分子量但具有不同性质的物质.这种现象的解释，却要再过半个世纪后才随着结构理论的出现而被揭露.原来虽然两个化合物的结构式相同，它们的原子在分子中所处的位置却可以不相同，这便导致两者具有不同的性质了.例如丁烷的结构式是$\mathrm{C}_4 \mathrm{H}_{10} $，它的四个碳原子有两种不同的摆法（图$1.5$），由此产生两种同分异构体.一般而言，给定一个$\mathrm{N} $烷烃的结构是$\mathrm{C}_N \mathrm{H}_{2N+2} $，可以有多少个同分异构体呢？

这类问题，其实即是开首提到的球棒组合玩具的构形计数问题，在第五章里我们会作更详细的讨论.开首提到的正六边形和三棱柱体，还真是化学史上的例子呢！据德国化学家凯库勒（$\mathrm{F.A.Kekul \acute{e} }$）自述，他在$1865$年某天梦见一条自吞尾巴的长蛇，顿悟苯的环状结构.苯的结构式是$\mathrm{C}_6 \mathrm{H}_6 $，凯库勒认为它的六个碳原子排成一个正六边形（图$1.6(a)$），但同时期的另一位德国化学家拉登伯格（$\mathrm{A.Ladenburg}$）却认为苯的六个碳原子排成一个三棱柱体（图$1.6(b)$）.一个区别这两种猜测的方法是考虑当某些氢原子换成别的基时，每一种可能的结构导致多少个同分异构体，于是回到开首那个构形计数问题了.