A、图示表示的是一个氢原子，不能保持氧气的化学性质，故A错误；

B、图示表示的是一个水分子，是保持水的化学性质的最小粒子，故B错误；

C、图示表示的是一个氢分子，是保持氢气的化学性质的最小粒子，故C错误；

D、图示表示的是一个氧分子，是保持氧气的化学性质的最小粒子，故D正确．

故选D．