首先,甲烷的一氯取代物沒有同分異構體.說明甲烷中的四個氫是完全等價的,于是甲烷的分子結構就是一個C和4個氫通過完全等價的連接方式在空間中存在.于是我們可以想象出來這樣的結構只有正方形（C在中心）或者正四面體（C在中心）.
其次,甲烷的二氯取代物也沒有同分異構體.假設甲烷的結構是正方形,那么相臨頂點上的取代和對角線兩個頂點的取代是不等價的,也就是說,假如結構是正方形,那么甲烷的二氯取代物有2種.這和實驗事實不相符.而正四面體正好滿足實驗得到的結果.
所以甲烷的分子結構是正四面體.這個問題是典型的利用取代物來測定分子結構的例子