答案：C

题目分析：A、可能是两种离子，如OH^-、F^-，正确；B、可能是一种原子和一种分子，如Ne和H₂O质子数、电子数都是10，正确；C、不可能是一种分子和一种离子，分子不带电，则其质子数和电子数相同，而离子带电荷，质子数和电子数肯定不相等，错误；D、可能是一种单质分子和一种化合物分子，如F₂和HCl，正确，答案选C。