A、元素的相对原子质量与元素的化学性质没有关系．故A错误；

B、元素的核电荷数决定元素的种类．故B错误；

C、与元素的化学性质关系最密切的不是原子的核外电子数．故C错误；

D、与元素的化学性质关系最密切的是原子的最外层电子数．故D正确．

故选D．