A．T₂O与D₂O都是分子，不是原子，故A错误；

B．

4019

K与

4020

Ca质子数不同，属于不同元素的原子，故B错误；

C．O₂与O₃都是由氧元素形成的结构不同的单质，互为同素异形体，故C错误；

D．²₁H和³₁H质子数相同为1，中子数不同分别为1、2，是氢元素不同核素，互为同位素，故D正确．

故选D．