A、因原子的质量只要集中在原子核上，电子的质量很小，失去3个电子可以忽略不计，则相对原子质量不变，故A错误；

B、中子在原子核内，失去电子后原子核内的微粒没有发生变化，故B错误；

C、质子在原子核内，失去电子后原子核内的微粒没有发生变化，故C错误；

D、由电子层结构可知，铝原子有3个电子层，失去电子后变为2个电子层，电子层发生变化，故D正确；

故选D．