根据元素的原子结构可知，元素在形成化合物时，一般金属元素失去最外层电子，非金属元素得到电子，从而都满足最外层8电子的稳定结构，即在化学变化中最外层电子数决定了元素的化学性质．
【解析】
A、在变化中，中子数不发生变化，不能决定元素的化学性质，故A错误；
B、核外电子总数的变化是由最外层电子数的变化引起的，核外电子总数不能决定元素的化学性质，故B错误；
C、在化学变化中，质子数不发生变化，则不能决定元素的化学性质，故C错误；
D、因在化学变化中，最外层电子数失去或得到电子，从而元素具有还原性或氧化性，则最外层电子数决定元素的化学性质，故D正确；
故选D．
