A、水中含有两种元素组成，属于化合物，故A错；

B、镁中带有“钅”字旁属于金属单质，故B错；

C、二氧化碳中含有两种元素组成，属于化合物，故C错；

D、氧气由一种元素组成，属于单质，且氧气属于非金属单质，故D正确．

故选D．