根据元素是具有相同核电荷数（即核内质子数）的一类原子的总称，不同种元素之间的本质区别是质子数不同，同种元素一定具有相同的核电荷数即质子数，进行解答．
【解析】
A、因镁原子变为镁离子时要失去电子，电子层数不同，故A错误；
B、因质子在原子核内，电子在核外，当镁原子变为离子，变化的只是核外的电子数，质子数不变，故B正确；
C、因镁原子变为镁离子时要失去电子，则镁原子和镁离子的电子数不同，故C错误；
D、因镁原子变为镁离子时要失去2个电子，所以镁原子变成离子最外层电子数一定发生变化，故D错误．
故选B．
