为什么常见的化学元素周期表是方形的？
想象一下，咱们最开始认识元素的时候，就像是一堆性格各异的孩子，有的活泼好动，有的沉静内敛，有的特别爱跟别人“搭伙过日子”，有的则孤芳自赏。化学家们就像是耐心十足的老师，一点点地观察这些孩子的行为模式，尤其是他们怎么跟其他孩子互动，也就是我们说的“化学性质”。
起初，人们尝试过各种各样的排列方式，比如按照原子量大小排，或者按照发现的顺序排。但总觉得哪里不对劲，就像一堆零散的积木，怎么堆都搭不出一个稳定又好看的模型。直到一位名叫门捷列夫的俄国化学家，他看到了一个更深层的规律。
他发现，当把元素按照原子量从小到大排列时，每隔一段时间，就会出现一些化学性质非常相似的元素。就好比你观察这群孩子，你会发现，哦，这几个孩子总是喜欢跟别人分享玩具，那几个孩子总是喜欢自己玩自己的。这种“性格相似性”就像是一个循环，周而复始地出现。
门捷列夫的伟大之处就在于，他没有被现有的元素数量所束缚。他注意到，在这个“性格相似性”的循环里，有些位置是空的。他大胆地推测，这些空位就是尚未被发现的元素，而且他还能根据周围已知的元素的“性格”来预测这些“缺失孩子”的脾气和行为。这简直是未卜先知！
所以，这个方形的结构，其实就是为了把这些具有相似化学性质的元素，按照它们“性格相似性”的循环，巧妙地“归类”到一起。每一列（我们现在叫“族”）就代表着一群化学性质相似的元素。比如，最左边那一列，锂、钠、钾这些，都特别容易失去一个电子，跟其他元素“交朋友”，它们就像是一群非常热情的社交达人。而最右边那一列，氦、氖、氩这些，则非常“孤僻”，不愿意跟别人发生化学反应，它们就是一群“独行侠”。
那为什么会形成“行”和“列”这样的二维结构呢？这跟电子在原子外围的分布方式有关。你可以想象一下，元素就像是穿着不同层数的“外套”，最外层电子的数量和排列方式，很大程度上决定了它的化学性质。当电子从一个能级跳到下一个能级，或者在同一个能级上增加时，就会形成新的周期，也就是周期表里的“行”。而同一列的元素，它们的价电子（就是最外层电子）数量和排布方式相似，所以化学性质也相似。
所以，这个方形周期表，就像是一张地图，把不同“性格”的元素按照它们内在的“电子规则”组织起来，让我们一目了然地看到它们之间的亲缘关系和演变规律。它不仅是简单的列表，更是元素世界里一套精妙的“户口本”和“性格分析仪”，指导着化学家们去探索新的物质，理解世界的构成。它之所以是方形的，正是因为电子的壳层结构和电子填充的规律，自然而然地就“长”成了这个样子，方便我们观察和理解。
网友意见
因为你要印刷在方形的纸上。
额，谢邀。有关的化学史问题，其实很多科普小书里面可能有写，也好查，所以我就写点和化学史关系不大的东西。
对于现在的学生和大部分化学研究人员来说，标准矩形周期表有自己的优越性啊，主要的优点是：
1）直观易查；
2）易于印刷；
3）便于比较基本的化学性质。
现代元素分类的基本属性就是：
1）周期数（核外电子层数）；2）族（价电子构型）
所以在传统的矩形周期表上，得知一个元素的周期数和价电子构型，能够很轻松的找到他的位置：
而在矩形周期表上，每个族或者周期的元素的性质都有一定的递变性，所以我们知道一个元素的位置之后，就能分析出这个元素的一些性质来。比如我们一看到F的位置，就知道这货的非金属性肯定很强；一看到Rb的位置，就能联想到Rb元素单质和水反应很剧烈。
但是这种周期表也不是就完全能够反映元素的所有性质的变化。对于一些在常规周期表上不是很明确直观的东西，也有一些别的周期表存在，即所谓Alternative Periodic Table。
一、非常规的矩形周期表
下面这两个也是“方形”的，列出来是为了解释“方形”的优越性。
1）左排周期表
对于研究理论物理学的科学家来说，一个元素的化学方面的经验性质可能没有太大的意义。最早，他们可能需要很直观的就看出核外电子构型，传统的矩形周期表可能在这方面就不是很方便。1928年法国工程师Charles Janet提出来一种左排元素周期表：
这个周期表的每一横列从左至右是(n-3)f，(n-2)d，(n-1)p，ns轨道的填充情况：
按照这个周期表的排列，能够直接找出一个元素的价层电子构型。
比如我举个栗子：
B元素，位于2p3s周期p区的第1个，相当于在2p3s轨道上填上1个电子，而2s轨道上的电子在上一周期（2s周期）就填满了，所以B元素的外层电子构型是：2s2 2p1；
另一个复杂一点的，铊Tl元素，在图上看到位于4f5d6p7s周期p区第1个，所以其4f5d轨道都是填满的，6p轨道上有1个电子，7s轨道上没有电子，所以Tl元素的外层电子构型是：4f14 5d10 6s2 6p1；
再来一个过度元素，钴Co元素，图上位置是3d4p5s周期d区的第七个，所以其3d轨道上有7个电子，4p5s上都没有电子，其外层电子结构为：3d7 4s2。
Janet左排周期表对于查找外层电子构型是非常有帮助的，但是对于元素化学工作者来说并不比传统矩形周期表优越很多，有的细节还不是很好，比如稀有气体元素He放在了和碱土金属一列，但实际上He的化学性质和碱土金属差距巨大。
2）ADOMAH
量子力学发展起来之后，物理学家和化学家用“量子数”来描述原子核外电子运动的状况。但是传统的矩形周期表对量子数方面的表示就不是很明确，所以就有ADOMAH这种东西出现。
上图就是一个ADOMAH周期表，实际上是Janet左排周期表做了一些小改动的产物。
其中横排是最大主量子数n，整个周期表分成了很多区，分别对应角量子数l等于1,2,3,4的情况，每个分区的纵列就是最大磁量子数m的绝对值。
查询一个原子核外价电子的量子数，只需要知道其处于第几行，第几区的第几列就可以。比如随便来一个，镧系元素的钷Pm的价层电子，从图中就可以看到n=7，l=3，m=0，±1，±2，±3，±4，±5。
当然，用分区的这种方法表示数值的递增也不是非常直观，毕竟n，l，m是三个自变量，于是ADOMAH就有了下面的一种模式：
对于ADOMAH的相关知识，可以参阅这个网站：
http://www. perfectperiodictable.com /default.html实际上对上面两个“方形”周期表的介绍之后，再联系传统的矩形周期表就能看出这样的形状的优势来了。
当然也并不是所有周期表都是方形的，但是方形周期表因为直观易查，元素位置清晰，基本一看就能明了，所以是最为流行的模式。
二、螺旋形周期表
周期表的另一种比较有名的形式就是螺旋形，例子有很多：
螺旋形试图解决的问题其实是在矩形周期表上有些原子序数相邻的元素距离很远的问题。比如Ne（10）和Na（11），明明一个是10，一个是11，但在矩形周期表上却一个在最右边，一个在最左边。因为本身元素的原子序数就是不断增大的，于是我们把元素按照原子序数的增大就能串在一条螺旋线上，于是就有了螺旋形周期表。
但是螺旋形周期表在描述一个元素的具体情况时并不是特别直观，因为你很难表述他的位置。不像矩形表上，直接可以说第几行第几列，而且看的人一眼就能看出来是第几行第几列。
螺旋形周期表对于高周期元素增多其实有不同的处理，比如写得密一点，或者把外圈的螺旋折叠起来。但这两种选择都会影响周期表的直观度，比如上图的周期表，就已经很难精确描述一个元素的具体位置了。
三、3D周期表
把周期表3D化其实一直是很多人爱干的事情。最经典的3D化是“门捷列夫之花”：
这个其实是左排周期表的一种模式，分别把s，p，d，f区折叠起来，图中可以看到He和碱土金属是在同一列的。
这个周期表的组织方式是把每周期的主族元素按照螺旋式写下来，然后把副族元素绕在上一周期主族元素的外圈，形成一个层：
然后每个层堆叠起来：
这样形成一个八面体，中轴为碱金属、碱土金属和H/He，往外依次是非金属&半导体，过渡金属，镧系&锕系元素。
3D化的周期表还有很多种，但是也有和螺旋周期表同样的问题，即直观性欠佳，另外3D周期表在印刷教材上很难表示出来，所以使用仍没有矩形周期表广泛。
四、其他类型
宝塔形周期表实际上是矩形表的变种，在族的表达上并不如矩形表。
塔式周期表也有一个3D的变种。
上面这个其实也是层叠式周期表的一个类型。
其他的类型也还有很多，也就不一一列出了。
五、总结
所以综上所述，其实人类历史上对周期表的排版做出了非常多的尝试。而且随着对元素认识的进步，这样的排版研究也会更加的完善。
上面是门捷列夫1869年版的元素周期表，因为当时对原子结构认识并不深刻，所以这大致是按照原子量进行的排列。
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