A、由分子构成的物质中，分子是保持物质化学性质的最小粒子，故A说法正确；

B、构成原子的基本微粒是质子、中子、电子，一个质子的质量约等于一个中子的质量还约等于一个电子质量的1836倍，所以决定原子质量大小的粒子是质子和中子，原子核分为质子和中子，所以原子的质量主要集中在原子核上，故B说法正确；

C、质子数相同的粒子可能是分子、原子、离子，例如水分子、氖原子都是10个质子，但它们不属于同种元素，故C说法错误；

D、最外层电子数大于或等于4个的易得电子，最外层电子数少于4个的易失电子，所以决定元素化学性质的是原子最外层电子数，故D说法正确．

故选C．