为什么屏蔽效应在一段时间内保持不变，尽管同一层的电子数在增加？

这是一个很难回答的问题，因为它不清楚到底问了什么。最明显的答案是，它不是，但这不一定是正确的，这取决于你所说的屏蔽是什么意思。如果你指的是元素之间，当你在同一水平上添加电子时，很明显，它不是保持不变的。表面上，在同一水平上的电子会尽量远离彼此，所以从一个电子的角度来看，剩余的系统是极化的，电子看到多余的正电荷。这在概念上是错误的，因为你考虑的是粒子的位置。如果你看Schrödinger方程的原始形式，你会发现能量只取决于ψ。ψ是一个坐标函数，但我想说的是，能量可以取任何值，只要波函数是方程的解。如果有额外的电子-电子斥力，波长会缩短，能量会因靠近原子核而降低。在这种情况下，铝中的最后一个电子与原子核的结合比钠中的稍强，然而p轨道的能量应该更高。

所以，对于相同水平的，相同角动量的元素的最后一个电子，结合能随着原子序数的增加而增加，原因是，波会限制它们自己的体积。因此，尽管氧增加了一个电子，但它的电离势与氮相当（略低！）。原因是额外的电子有更多的角度自由，因为它可以与其他三个p电子中的任何一个配对。

现在，如果你问为什么当能量增加时，电子不能以不同的方式穿透内轨道，也就是说，为什么它们对内电子的屏蔽是常数，听到这个证据是常数，可能会感到最惊讶。问题是，电子能级并不遵循氢原子的激发态，它们的不同能量是因为它们包含了不同波动可能性的叠加。这就产生了不同的整体节点属性，并且，如果您愿意的话，每个相空间单元会有更多的操作。此外，还有一个通常被忽视的概念所产生的量子效应。