A、分子是保持物质化学性质的最小粒子，故选项说法错误．

B、质子数相同的粒子，不一定是同种元素的原子，如水分子和氖原子的质子数相同，但不是同种元素的原子，故选项说法错误．

C、原子团形成的离子在化学反应中可以再分，如氯酸钾中的氯酸根离子、碳酸钙中的碳酸根离子在高温下就可以再分，故选项说法错误．

D、原子是化学变化中的最小粒子，即在化学反应中不能再分成更小的粒子，故选项说法正确．

故选D．