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德罗定律将此分子式增加了一倍，改成CH·CH，或被称为“二甲基”；另
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一种是弗兰克兰从乙腈CH·CN中得到的产物，被称为“氢化乙基”（CH·H）。
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类型论将这两种“异构物”分别纳入了两种不同的类型之中：
H CH
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…CN的价，后者如CH…的化合价。他认为CH…CN以及从其中衍生的醋酸
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CH…COH和氢化乙基CH…H等乙基化合物，均是以一个伯价和一个仲价相联
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而成的。而二甲基CH…CH则是以两个仲价相联而成的。因此，氢化乙基与
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二甲基是不同的。
但经过推论，布特列洛夫的假说本身有着很大的矛盾，正如布朗所指出
的那样，草酸、醋酸等也可以从NC…CN中衍生出来；那么按布特列洛夫的说
法，NC—CN中含有两个伯价，则草酸、醋酸就应如此，这岂不是与他自己所
说的醋酸中含伯—仲价相互矛盾了吗？所以，布特列洛夫的假说没能站住
脚。
1863年艾伦迈又提出另一种假说：碳的四个价彼此都不相同，有a、b、
c、d四种价；而碳化合价的不同是因为各价受不同的“力”的影响；他以下
列化学结构方式来解释二甲基与氢化乙基的异构现象（式中C=4c）：
在艾伦迈看来，二甲基中的两个碳原子各以2个d价相联；氢化乙基中
的两个碳原子则以1个a价和1个d价相联。从实质上分析，艾伦迈的这种
假说不过是布特列洛夫翻版，也无法解决实际问题。
此时的肖莱马，还只是欧文斯学院化学实验室里的一名普通的实验助
手。但是面对有机化学理论的这种混乱的局面，他并没有被化学权威们的理
论所吓倒，并开始向那些似是而非的假说进行了挑战。他一分为二地对待了
前人的见解，此时他已经对煤焦油与石油馏份中的醇基氧化物进行过研究，
对醇基氧化物和醇基的物理、化学性质都了然于胸，所以他提出了与前人截
然不同的见解。
如前所述，在肖莱马以前，关于脂肪烃的异构物被化学家们按其形成过
程而分为并列的两大族异构的系列：醇基与醇基氢化物。根据阿佛加德罗定
律，它们的通用分子为CH 。但化学家所注意的，只是醇基与醇基氢化物
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之间在物理性质上的差异；对于两者的化学性质，却很少有人研究过。这无
疑是本末倒置，因为从根本上反映物质性状的，是物质的化学性质。肖莱马
认识到了这一点。他认为判断两种有机物的异同，不应只着眼于它们的物理
性质，因为有时样品不纯会直接影响所测物理性质的准确性；他主张应着眼
于它们的化学性质，两种有机物在同一试剂，同一条件作用后是否得出同一
产物，才是最终判断两者是否相同的准则。因此，肖莱马对CH 系列烷
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烃的化学性质第一个作了详细的系统研究。
肖莱马首先以CH 系列的较高级成员为研究对象。在考察了直链烷烃
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中被化学家们当成互为异构的乙基…戊基（CH…CH）与氢化庚基（CH·H）
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以及二戊基（CH…CH）与氢化癸基（CH ·H）这两对氢化物和基的化
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学反应及其衍生物特征，发现经过氯处理后，氢化庚基与乙基…戊基都得出同
样的氯化庚基；而氢化癸基与二戊基都得出同样的氯化癸基。再以硫氢化钾
（KSH）处理氢化庚基与乙基…戊基后，二者都得出同一产物：CHSH它表现
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出硫醇的全部性质，具有同样的沸点。
经过反复实验后，肖莱马得到了同样的实验结果。于是他在论文中写道：
“从这项研究的上述结果中，我大胆地作出结论说，在氢化物与基之间，至
少在这个系列的较高级成员间，不存在化学上的区别”。同时他指出，至于
两者在沸点上的差异，是由于分离技术所面临的暂时困难所造成的。
肖莱马在作出上述结论后，接着指出：“如果以上的这些观点是正确的，
那有些重要问题就急需研究了。正如我已说过的，曾有人认为甲基与氢化乙
基有不同的化学性状。那么CH以及CH之间化合物的性状又是如何的呢？
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只是这个系列的两个最低级的异构物得出的不同衍生物，还是另一些成员也
表现出一种类似的异点，而哪一些成员没有这种区别，或者是否只是系列中
的高级成员的这种区别开始逐渐变小呢？”
为了解释这些不清楚的问题，肖莱马又开始专心致力于研究二甲基与氢
化乙基的化学性质了。在1864年，他发表了《氯对甲基的作用》与《论甲基
与氢化乙基的同一性》这两篇具有历史意义的论文。他精心地制备了纯度很
高的试剂，严格地重复了以前弗兰克兰与柯贝尔所进行的氯对二甲基和氢化
乙基的作用的实验，仔细地观察了实验中遇到的所有现象并予以详细的记
录，又对实验产物进行了精密的分析，但却得出了与前两个人不同的结果。
而高纯度的试剂、熟练的实验技巧、严格的实验步骤，证明了肖莱马所得结
论的正确性。用肖莱马自己的话来说，他得出了“既是出人意料的，又是决
定性的研究成果”。通过实验，他证明先前弗兰克兰与柯贝尔等人确认下来
的所谓甲基（或二甲基）的氯化产物与氢化乙基的氯化产物，成分都同样主
要是氯乙烷 （CHCI），一种沸点为11℃的无色液体；此外，还含有少量的
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沸点为64℃的二氯乙烷（CHCl）。
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得到了正确的实验结果后，肖莱马充满信心地在论文中得出结论说：“从
这些实验中显而易见，就CH 系列烃的较高级成员而言，在氢化物与基
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之间我先前证明的它们没有化学上的区别的理论，就是对这个族的低级异构
物而言，也是有效。至于说到二甲基与氢化乙基在物理性质 （如溶度）上的
‘差异’，则可用所取原料之不纯来解释。如果用纯品，则他们将表现有严
格的一致性。”
由于肖莱马的这项研究成果的发表，就从根本上推翻了在他之前关于
CH 系列烃异构现象的全部假说，那些碳原子化合价互异的理论也就随之
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破产了。所以肖莱马的研究成果的重要意义就在于：他第一个从实验中证实
了碳的四个化合价的同一性；排除了以前假想的苦干系列异构烷烃的存在，
使异构系列得以简化。
在肖莱马看来，CH 通式所反映的烃只有一个系列，那么在这个系列
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各成员间的异构现象，就只能从碳的四个价等同原理出发，从碳、氢原子的
不同排列方式中去寻求答案了。通过这一思路，经研究后肖莱马认为乙烷
（CH）、丙烷（CH）没有异构现象，只是从丁烷（CH）开始才产生了
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异构物：
而戊烷（CH）则有三种异构物。随着碳原子数的递增，异构物数目剧
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增，这可以从理论上计算出来