答案：D

题目分析：同位素的研究对象是原子，甲烷乙烷属于化合物，O₂和O₃属于单质，正丁烷和异丁烷属于化合物，H和H属于原子，答案选D。

点评：具有相同质子数不同中子数的一类原子的互称叫同位素。