试题分析:
选项A、原子的质子数决定元素种类,故A错误;
选项B、当质子数相同时,中子数决定了元素的核素,单独中子数不能决定核素种类,故B错误;
选项C、原子核外电子数可以发生变化,但原子种类不变,电子尤其是最外层电子决定原子的化学性质,故C错误;
选项D、决定原子种类的微粒是质子和中子,故D正确。
故选:D.
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