A、

质子数相同，中子数不同，为碳元素的不同原子，互为同位素，故A不选；

B、

由氧元素形成的不同单质，互为同素异形体，故B不选；

C、

分子式相同，结构相同，为同一物质，故C不选；

D、

分子式相同，结构不同，互为同分异构体，为碳链异构，故D选．

故选D．