A、镁属于金属单质，是由镁原子直接构成的，故选项错误．

B、氯化钠是由钠离子和氯离子构成的，故选项错误．

C、金刚石属于固态非金属单质，是由碳原子直接构成的，故选项错误．

D、二氧化硫是由二氧化硫分子构成的，故选项正确．

故选D．