元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称，决定元素种类原子结构中的质子数（即核电荷数）．

A、决定元素的种类的是原子结构中的质子数（即核电荷数），不是核外电子数，故选项错误．

B、决定元素的种类的是原子结构中的质子数（即核电荷数），不是电子层数，故选项错误．

C、决定元素的种类的是原子结构中的质子数（即核电荷数），不是最外层电子数，故选项错误．

D、决定元素的种类的是原子结构中的质子数（即核电荷数），故选项正确．

故选：D．