答案：D

A错误，¹⁶O和¹⁸O是同位素。

B错误，正丁烷和异丁烷是同分异构体。

C错误，金刚石和石墨是同素异形体。

D正确，CH₄和CH₃CH₃同属链状烷烃，是同类物质，具备相同的结构，其次在结构上相差一个CH_2。