" И современными методами выяснилось, что соединение, полученное одним и другим способом структурно не отличаются друг от друга, но межатомные расстояния были разные, хоть и близкими друг к другу (разница в тысячных долях нанометра, если не ошибаюсь)."То есть вещества в итоге все-таки разные, хоть и формула, и структура одинаковые (если не вкладывать в понятие структуры еще и межатомные расстояния)."
В процессе любого измерения всегда присутствует погрешность измерения. При столь малых расстояниях она неизбежна. Кроме того, в молекулах атомы не являются статичными, они совершают колебательные и вращательные движения. Попробуйте измерить расстояние между колёсами едущего автомобиля несколько раз. Они будет отличаться. Не совсем, конечно, корректное сравнение, но достаточно наглядное.
Вещества не могут быть разными, если имеют одинаковый состав и структуру. Иначе было бы невозможно проводить идентификацию веществ в аналитической химии.