التماكب المتماثل سيس – ترانس

تتميز المتصاوغات من نوعي سيس وترانس بخصائص فيزيائية مختلفة. ويؤثر اختلاف أشكالها على عزم ثنائي القطب ، ودرجة الغليان، وخاصة درجة الانصهار.

سيس -2-بنتين	ترانس -2-بنتين
cis -1,2-dichloroethene	ترانس -1،2-ثنائي كلورو الإيثين

قد تكون هذه الاختلافات طفيفة للغاية، كما هو الحال في درجة غليان الألكينات ذات السلسلة المستقيمة، مثل البنت-2-ين ، والتي تبلغ 37  درجة مئوية في المتصاوغ سيس و36  درجة مئوية في المتصاوغ ترانس . وقد تكون الاختلافات بين المتصاوغين سيس وترانس أكبر في حال وجود روابط قطبية، كما هو الحال في 1،2 -ثنائي كلورو الإيثين . في هذه الحالة، تبلغ درجة غليان المتصاوغ سيس 60.3 درجة مئوية، بينما تبلغ درجة غليان المتصاوغ ترانس 47.5 درجة مئوية. ^{[ 5 ]} في المتصاوغ سيس، تتحد عزمات ثنائي القطب لرابطتي C–Cl القطبيتين لتكوين عزم ثنائي قطب جزيئي كلي، مما يؤدي إلى قوى ثنائية القطب بين الجزيئات (أو قوى كيسوم)، والتي تُضاف إلى قوى تشتت لندن وترفع درجة الغليان. أما في المتصاوغ العابر من ناحية أخرى، فإن هذا لا يحدث لأن عزمي الرابطة C−Cl يلغيان بعضهما البعض ويكون للجزيء عزم ثنائي قطب صفري (ومع ذلك، فإنه يحتوي على عزم رباعي قطب غير صفري ).  

حمض سيس -بيوتينديويك ( حمض الماليك )	حمض ترانس -بيوتينديويك ( حمض الفوماريك )
حمض سيس -9-أوكتاديسينويك ( حمض الأوليك )	حمض ترانس -9-أوكتاديسينويك ( حمض الإليديك )

غالباً ما تكون الخصائص المختلفة للمتزامرين من حمض البوتينديويك مختلفة جداً.

تُعدّ القطبية عاملاً أساسياً في تحديد درجة الغليان النسبية، إذ ترفع قوى التجاذب بين الجزيئات درجة الغليان. وبالمثل، يُعدّ التناظر عاملاً أساسياً في تحديد درجة الانصهار النسبية، لأنه يسمح بتراص أفضل في الحالة الصلبة، حتى وإن لم يُغيّر قطبية الجزيء. ومن الأمثلة على ذلك العلاقة بين حمض الأوليك وحمض الإيلايديك ؛ فحمض الأوليك، وهو المتصاوغ سيس ، له درجة انصهار تبلغ 13.4  درجة مئوية، مما يجعله سائلاً في درجة حرارة الغرفة، بينما يتميز المتصاوغ ترانس ، وهو حمض الإيلايديك، بدرجة انصهار أعلى بكثير تبلغ 43  درجة مئوية، وذلك لأن المتصاوغ ترانس أكثر استقامة وقادر على التراص بشكل أكثر إحكاماً، وهو صلب في درجة حرارة الغرفة.

وبالتالي، فإن الألكينات المتحولة ، وهي أقل قطبية وأكثر تماثلاً، لها نقاط غليان أقل ونقاط انصهار أعلى، والألكينات المتجانسة ، وهي بشكل عام أكثر قطبية وأقل تماثلاً، لها نقاط غليان أعلى ونقاط انصهار أقل.

في حالة المتصاوغات الهندسية الناتجة عن الروابط المزدوجة، وخاصةً عندما يكون كلا البديلين متماثلين، تسود بعض الاتجاهات العامة. تُعزى هذه الاتجاهات إلى حقيقة أن ثنائيات أقطاب البدائل في المتصاوغ سيس تتجمع لتُعطي ثنائي قطب جزيئي إجمالي. أما في المتصاوغ ترانس ، فتتلاشى ثنائيات أقطاب البدائل ^{[ 6 ]} نظرًا لوجودها على جانبين متقابلين من الجزيء. كما تميل المتصاوغات ترانس إلى امتلاك كثافة أقل من نظيراتها سيس .

بشكل عام، تميل الألكينات المتحولة إلى امتلاك نقاط انصهار أعلى وذوبانية أقل في المذيبات الخاملة، لأن الألكينات المتحولة ، بشكل عام، أكثر تناظرًا من الألكينات المقابلة . ^{[ 7 ]}

تكون ثوابت الاقتران المجاورة ( ^3JHH )، التي تم قياسها بواسطة مطيافية الرنين النووي المغناطيسي ، أكبر بالنسبة للمتصاوغات العابرة (المدى: 12-18 هرتز؛ القيمة النموذجية: 15 هرتز) مقارنةً بالمتصاوغات المقابلة (المدى: 0-12 هرتز؛ القيمة النموذجية: 8 _هرتز ). ^{[ 8 ]}    

من حيث المبدأ، لا يُنصح باستخدام ترميز cis – trans للألكينات التي تحتوي على بديلين مختلفين أو أكثر. بدلاً من ذلك، يُستخدم ترميز E – Z بناءً على أولوية البدائل باستخدام قواعد كان-إنجولد-بريلوغ (CIP) لتحديد التكوين المطلق. تُعدّ تسميات IUPAC القياسية E و Z واضحة لا لبس فيها في جميع الحالات، ولذلك فهي مفيدة بشكل خاص للألكينات ثلاثية ورباعية الاستبدال لتجنب أي لبس حول تحديد المجموعات التي تُصنّف على أنها cis أو trans بالنسبة لبعضها البعض.

Z (من الألمانية zusammen ) تعني "معًا". E (من الألمانية entgegen ) تعني "متقابلين" بمعنى "متقابلين". أي أن Z تعني أن المجموعات ذات الأولوية الأعلى تكون في وضعية cis ، بينما E تعني أن المجموعات ذات الأولوية الأعلى تكون في وضعية trans . يتم تحديد ما إذا كان التكوين الجزيئي E أو Z وفقًا لقواعد CIP؛ حيث تُعطى الأولوية للأرقام الذرية الأعلى. بالنسبة لكل ذرة من الذرتين في الرابطة المزدوجة، من الضروري تحديد أولوية كل بديل. إذا كان كلا البديلين ذوي الأولوية الأعلى على نفس الجانب، يكون الترتيب Z ؛ وإذا كانا على جانبين متقابلين، يكون الترتيب E.

لأن نظامي cis - trans و E - Z يقارنان مجموعات مختلفة على الألكين، فليس صحيحًا تمامًا أن Z يقابل cis و E يقابل trans . على سبيل المثال، trans -2-كلوروبوت-2-ين (مجموعتا الميثيل، C1 و C4، على هيكل بوت-2-ين متقابلتان ) هو ( Z )-2-كلوروبوت-2-ين (الكلور و C4 متجاوران لأن C1 و C4 متقابلان).

الكيمياء الفراغية غير المحددة للألكين

تُعدّ الروابط الأحادية المتموجة الطريقة القياسية لتمثيل الكيمياء الفراغية غير المعروفة أو غير المحددة، أو خليط من المتصاوغات (كما هو الحال مع المراكز الفراغية رباعية الأوجه). وقد استُخدمت الرابطة الثنائية المتقاطعة أحيانًا؛ إلا أنها لم تعد تُعتبر أسلوبًا مقبولًا للاستخدام العام من قِبل الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) ، ولكن قد تظل مطلوبة من قِبل برامج الحاسوب. ^{[ 11 ]}

يمكن أن تُظهر الديازينات ( والديفوسفينات ذات الصلة ) أيضًا ظاهرة التماكب الهندسي (cis - trans ). وكما هو الحال مع المركبات العضوية، فإن المتماكب الهندسي (cis) هو الأكثر تفاعلية بشكل عام، فهو المتماكب الوحيد القادر على اختزال الألكينات والألكاينات إلى ألكانات ، ولكن لسبب مختلف: فالمتماكب الهندسي (trans) لا يستطيع ترتيب ذرات الهيدروجين فيه بشكل مناسب لاختزال الألكين، بينما يستطيع المتماكب الهندسي (cis) ، نظرًا لاختلاف شكله، القيام بذلك.

ترانس -ديازين	سيس -ديازين

يمكن أن تُظهر المركبات التناسقية ذات الأشكال الهندسية ثمانية السطوح أو المربعة المستوية أيضًا تماثلًا سيس-ترانس .

على سبيل المثال، يوجد متصاوغان لمركب Pt(NH₃ ₎ ₂Cl₂ _ذي البنية المربعة المستوية _، كما أوضح ألفريد فيرنر عام ١٨٩٣. وقد أظهر بارنيت روزنبرغ عام ١٩٦٩ أن المتصاوغ cis ، واسمه الكامل cis -diamminedichloroplatinum(II)، يمتلك نشاطًا مضادًا للأورام، وهو الآن دواء للعلاج الكيميائي يُعرف اختصارًا باسم cisplatin . في المقابل، لا يمتلك المتصاوغ trans ( transplatin ) أي نشاط مضاد للسرطان. ويمكن تصنيع كل متصاوغ باستخدام تأثير trans للتحكم في المتصاوغ الناتج.

cis- [ _Co ( _NH3 ) _{4Cl2 ]} ⁺ و trans- [ _Co ⁽ _NH3 ) 4Cl2 ] +

بالنسبة للمركبات ثمانية السطوح ذات الصيغة _MX₄Y₂ ، يوجد أيضًا متصاوغان. (حيث M ذرة فلزية، وX وY نوعان مختلفان من _{الروابط} ) . في المتصاوغ cis ، تكون رابطتا Y متجاورتين بزاوية 90°، كما هو الحال بالنسبة لذرتي الكلور الموضحتين باللون الأخضر في cis- [Co(NH₃ ₎ ₄Cl₂ _{] ⁺} ، ^على اليسار. أما في المتصاوغ trans الموضح على اليمين، فتقع ذرتا الكلور على جانبين متقابلين من ذرة الكوبالت المركزية.

يُعدّ التماكب الوجهي-المحوري (أو fac - mer ) نوعًا مشابهًا من أنواع التماكب في معقدات _MX3Y3 ثمانية _السطوح ، حيث تكون أعداد مختلفة من الروابط في وضعية cis أو trans بالنسبة لبعضها البعض. ويمكن تصنيف مركبات الكربونيل المعدنية إلى fac أو mer باستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء .