众所周知，球的表面积与半径的平方成正比。半径翻倍，表面积就是原来的4倍。半径是原来的3倍，那么表面积就是原来的9倍。原子的表面积也会随着半径的加长而猛增。
表面积变大，原子核周围电子轨道的种类也相应增多，甚至会出现内层轨道的能量比外层更高的反常情况。这会导致电子先把外围轨道排满，然后才排布至内层轨道。有这种特征的元素被称为“过渡元素”。
最外层轨道的电子排布是决定元素性质的关键因素。根据这一点编制的元素周期表就如下图所示。
普通的元素周期表只把镧系元素和锕系元素放在同一格里，而这张表是把所有过渡元素都集中起来。我们也可以说它扩大了镧系和锕系的范围。
其实人们在很长一段时间内使用的是下图这种短式周期表。当时大家还不了解元素的电子轨道，所以这张表的编排方式和上图有很大的差别，但是“将过渡元素的一部分集中在一起”是两者的共同点。
最外层轨道的电子数量相同，只有次外层的电子数量不同——这就是过渡元素。到第6周期就更夸张了，最靠外的2层轨道的电子排布都完全一样。这些元素就是稀土元素。
如果不把稀土元素集中在一格里，而是像过渡元素一样分别列出的话，就会变成下图那样中间细两头粗的元素周期表。
这样的周期表太宽，看起来很不方便，所以人们才会把稀土元素集中起来。我们熟悉的周期表就是这样设计出来的。
除此之外，还有一种颠覆传统思路的周期表。
在我们的印象中，第1列元素应该在最左边，而第18列元素应该在最右边。如果换一个思路，把第1列和第18列接起来呢？（见下图）
2号元素氦之后本来是3号元素锂，10号元素氖后面本来是11号元素钠。它们之间本就没有“断档”。要是我们不在第1列和第18列之间切一刀，而是把第3列和第4列切开，就能画出一张国会议事堂形的元素周期表。这张表能直观体现出“周期数越大，所属元素的数量就越多”，也让我们充分感觉到，“原子”这一球体的表面积会随着原子序数的增加而扩大。
事实上，第3列和第4列之间也没有“断档”。所有元素都按原子序数依次相连。但是我们不可能在平面上完美体现出这一点，再怎么纹尽脑汁都没用，就好像我们没法在平面上画出方向和比例都完全正确的世界地图一样。要追求准确性，就得用地球仪。
于是就有人研究起了立体的化学元素周期表。其中最著名的莫过于京都大学前野悦辉教授构思的“Element Touch＂。甚至有人将它称为“周期表地球仪”。
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