单晶培养的方法多种多样，如升华法、共结晶法等。最简单的最实用常用的有：
1.溶剂缓慢挥发法；
2.液相扩散法；
3.气相扩散法。
绝大部分的单晶是用以上三种方法培养出来的。
01
挥发法
原理:
依靠溶液的不断挥发,使溶液由不饱和达到饱和过饱和状态。
条件:
固体能溶解于较易挥发的有机溶剂 ，一般为丙酮、甲醇、乙醇、乙腈、乙酸乙酯、三氯甲烷、苯、,甲苯、四氢呋喃、水等。理论上所有溶剂都可以，但一般选择 60～120℃。
注意:
不同溶剂可能培养出的单晶结构不同。
方法:
将纯的化合物溶于适当溶剂或混和溶剂。（理想的溶剂是一个易挥发的良溶剂和一个不易挥发的不良溶剂的混和物）此溶液最好稀一些。用氮/氩鼓泡除氧，容器可用橡胶塞（可缓慢透过溶剂），为了让晶体长得致密，要挥发得慢一些，溶剂挥发性大的可置入冰箱。也可采用加热的办法使固体完全溶解，冷却至室温或者再加溶剂使之不饱和，过滤，封口，静置培养。
经验:
a.掌握好溶解度，一般 100mL 可溶解 0.2g~2g；
b.纯度大的易长出晶体；
c. 可选用混合溶剂，但必须遵循高沸点的难溶低沸点易容的原则，混合溶剂必须选用完全互溶的二种或多种溶剂。
怎么看是否形成单晶:
如果析出的固体有发亮的颗粒或者在显微镜下可观察到凹凸的多面体形状。
怎么挑选单晶:
不要等溶剂挥发完再挑,一定要在有母液存在下挑单晶,用毛细管将晶体吸出,滴到滤纸上,用针将单晶挑到密封管中,3～5 颗即可。
02
扩散法
原理:
利用二种完全互溶的沸点相差较大的有机溶剂。固体易溶于高沸点的溶剂，难溶或不溶于低沸点溶剂。在密封容器中，使低沸点溶剂挥发进入高沸点溶剂中，降低固体的溶解度，从而析出晶核,生长成单晶。一般选难挥发的溶剂,如 DMF、DMSO、甘油甚至离子液体等。
条件:
固体在难挥发的溶 剂中溶解度较大或者很大，在易挥发溶剂中不溶或难溶。
经验:
固体在难挥发溶剂中溶解度越大越好。培养时,固体在高沸点溶剂中必须达到饱和或接近过饱和。另外如果这一化合物是室温反应得到，且产物比较单一，溶解度较小，可将反应物溶液分两层放置，不加搅拌，令其缓慢反应沉淀出晶体。
方法:
将固体加热溶解于高沸点溶剂，接近饱和，放置于密封容器中，密封容器中放入易挥发溶剂，密封好，静置培养。
也可在大烧杯里放一个小烧杯，小烧杯里放良溶剂和要结晶的物质，大烧杯里放易挥发的不良溶剂，把大烧杯密封，放于室温即可。
03
温差法
原理:
利用固体在某一有机溶剂中的溶解度，随温度的变化，有很大的变化，使其在高温下达到饱和或接近饱和，然后缓慢冷却，析出晶核，生长成单晶。一般，水、DMF、DMSO、尤其是离子液体适用此方法。
条件:
溶解度随温度变化比较大。
经验:
高温中溶解度越大越好，完全溶解。
建议考虑使用离子液体做溶剂，尤其是对多核或者难溶性的配合物。
04
无水无氧条件下的单晶培养
1、溶剂的选择与加入方法
在单晶的培养过程中，通常是用适量极性大的溶剂提取你的反应物质，然后再滴加少量的极性小的溶剂，放置结晶。这样做的结果是结晶很慢，而且结晶的 收率不高。也可以采取背道而行的方法，先用极性小的溶剂提取。根据反应物质量，加入适量的极性小的溶剂，不能全溶解，就加入适量的极性大的溶剂(注意：切不可多加)，如果此时还有少量没有溶解，可以采取下面的方法。
A、可以再加重复极性小的溶剂，再加极性大的溶剂，直到全溶解。
B、也可以微热溶解（如果你的样品是热稳定好的话）这样的做法是非常易 结晶的。
C、微热还有些没溶解，就直接过滤。这样也可以很快结晶，但是会损失些产物。
2、温度的选择
溶剂加入后就要选择放那里结晶了。不能总认为温度越低越好，要想得到好的晶体，温度的选择很重要的！
首先放在室温（必须无外界震动）一两天看看，有无结晶，如有结晶说明室温就能结出好晶体，无需放之低温。如果室温不结晶， 再放如0度。过两天看看，再不行，－5度，－10度，－15度，－20度，－30度。如过一开始放于低温可能结晶很快但的不到好的晶体。可能是多晶，而不是单晶。
长晶体过程千万不能震动，有条件的单独一间房间来结晶最好。低温结出的晶体再送测试前要处理，不能那出来就去测。晶体拿出来到室温，温度升高晶体就可能融化了。首先去掉部分溶剂，只留少许即可。对水、氧气敏 感的的用惰性气体如 N2、Ar保护起来再转移溶剂。转移完再冲 N2下关闭装晶体 的容器活塞，然后送去测试。
3、利用溶剂的挥发
无水无氧要求的金属配合物这种情况的培养单晶要求有手套箱，在手套箱里（有这样的条件），可以用Schlenk 瓶、小烧杯、以及核磁管来用作结晶的工具。容器的口部用封膜封好，然后上面用细针扎几个小眼用来挥发溶剂。过几天会发现容器内壁会生长出晶体来。容器的内表面越光滑单晶性越好，否则晶体形状不好缺陷多就会给后面的收单晶衍射数据带来麻烦，甚至会造成无法解析晶体结构；要强调的是用 Schlenk及核磁管这两种容器用来结晶是最好的。做无水无氧的人知道 Schlenk 是无水无氧操作的专用瓶。它有侧活塞用来开 关瓶与外界的相通，所以操作方面很好。
在获得单晶后要从手套箱里拿出来，如果用别的容器，可能那些对空气特别敏感的物质就不能够稳定到测量完晶体结构。同样很小的核磁管也很好封的，而且它要的量很少，不浪费样品。
4、利用极性小（溶解度小）的溶剂
反应结束后，用极性大的溶剂提取后。再进行浓缩恰好到有溶质析出时为止（此时因减压浓缩体系内的温度应该低于外界）等到温度升到室温，拿到手套箱内，用针筒向上面的溶液面上轻轻的滴加几滴极性小的（溶解度小的）溶剂。这样处理会很易得到很好的晶体。
05
注意事项
1、一般以10-25mg 为佳，如果只有2mg左右样品，这时要选择液相扩散法和气相扩散法，不能使用溶剂缓慢挥发法。
2、单晶培养的样品的预处理样品溶解后一定要过滤，不能用滤纸，而是用一小团棉花轻轻的塞在滴管的中下部或下部，不要塞太紧，否则流的太慢。样品当然是越纯越好，不过如果没办法弄纯也没关系，培养一次就相当于提纯了一次，也可用一些TLC 显示有杂点的东西长单晶，但要多养几次。
3、一定要做好记录，一次就得到单晶的可能性比较小。因此最好的方法就是在第一次培养单晶的时候，采取少量多溶剂体系的办法。如果有50mg样品，建议以 5mg 为一单位，这样可以同时实验10 种溶剂体系，而不是选两种溶 剂体系，每个体系25mg。这时做好记录就特别重要，以免下次又采用已经失败的溶剂体系，而且单晶解析时必须知道所用的溶剂。
4、培养单晶时，最好放到没人碰的地方，这点大家都知道。但不能一天去看几次也不能放在那里五六天不管。也许有的溶剂体系一天就析出了晶体，结果五天后，溶剂全干了。一般一天看一次合适，看的时候不要动它。明显不行的体系（如析出絮状固体）就要重新用别的溶剂体系再重新培养。
5、液相扩散法中良溶剂与不良溶剂的比例最好为1:2－1:4，可试的溶剂系统：
CH2Cl2/乙醚或戊烷；
THF/乙醚或戊烷；
甲苯/乙醚或戊烷；
水/甲醇；
CHCl3/正庚烷
6、化合物结构中烷基链超过4个碳的很难培养单晶。
7、分子中最好不要有叔丁基，因为容易无序，影响单晶解析的质量。
8、含氯的取代基一般容易长单晶，如 4–氯苯基取代化合物比苯基取代化合物容易长单晶。
9、无水无氧条件下的单晶培养，最简单的方法就是将固体样品加入一带橡皮塞的容器（最常用的就是核磁管，塞子是软的橡皮塞（塞子要能密封且能扎针头），先抽真空，然后通氮气，再用注射器加入良性溶剂，充分溶解（超声），然 后再用注射器沿器壁加入不良溶剂即可。
总之，单晶的培养溶剂的选择很重要，有些时候选择的溶剂不同， 晶体的形状会各不相同。甚至有些时候得到的晶体不是规则的，或是 细长的针状的，所以溶剂的选择很重要。一般做反应时候用极性相对 大些的甲苯、乙醚、THF等。再结晶时候用极性小些正己烷、以及正己烷与甲苯的混合溶剂，或其它的混合溶剂。
