解题思路：根据在原子中，原子序数=质子数=核外电子数=核电荷数和相对原子质量=质子数+中子数进行分析解答本题．
A、根据在原子中，质子数=核电荷数，两种碳原子质子数均为6，则核电荷数相同均为6，故A不选；
B、根据在原子中，质子数=核外电子数，两种碳原子质子数均为6，则核外电子数相同均为6，故B不选
C、两种碳原子质子数均为6，核外电子数相同均为6，则电子层数相同，故C不选；
D、根据相对原子质量=质子数+中子数，因两种碳原子的中子数不同，则相对原子质量不同，所以两种原子的质量不同，故D选．
故选D．
点评：
本题考点： 质子数、中子数、核外电子数及其相互联系；质量数与质子数、中子数之间的相互关系．
考点点评： 本题考查了原子的构成，注意把握原子序数=质子数=核外电子数=核电荷数、相对原子质量=质子数+中子数，题目难度不大．