[考点]
纯净物和混合物的判别,分子、原子、离子、元素与物质之间的关系,原子的定义与构成,核外电子在化学反应中的作用,
[解析]
解:A、氦的最外层电子数是2,镁的最外层电子数也是2,但是两者的化学性质不相等,故错误;
B、一个水分子中质子数是10个,与氖原子质子数相同,一种是分子,一种是原子,故错误;
C、由同种分子构成的物质一定是纯净物,纯净物不一定由同种分子构成,可能由原子构成或离子构成,故错误;
D、只含一种原子的物质可能是混合物,如臭氧和氧气的混合物,故说法正确;
故选:D。
[点评]
本题考查了"纯净物和混合物的判别,分子、原子、离子、元素与物质之间的关系,原子的定义与构成,核外电子在化学反应中的作用,",属于"综合题",熟悉题型是解题的关键。