A、原子序数在数值上等于这种原子的核电荷数，随着原子序数的递增，核电荷数逐渐增大，但不呈现规律性的变化，则不能决定元素性质出现周期性变化，故A错误；

B、随着原子序数的递增，元素的原子的相对原子质量增大，但不呈现周期性的变化，则不能决定元素性质出现周期性变化，故B错误；

C、由原子的电子排布可知，随原子序数的递增，电子层数和最外层电子数都呈现周期性的变化而引起元素性质的周期性变化，

即原子的电子层排布的周期性变化是引起元素性质周期性变化的决定因素，故C正确；

D、元素的最高正化合价的周期性变化是原子的电子排布周期性变化的结果，化合价属于元素的性质，故D错误．

故选C．