分析:同分异构体是指分子式相同,但结构不同的化合物.
解答:解:A、12C和14C中子数不同,是碳元素的本题核素,互为的同位素,故A不符合;
B、16O2和18O2都由氧元素组成,结构相同,为同一物质,故B不符合;
C、金刚石与石墨是碳原子组成的结构不同、性质不同的单质,互称同素异形体,故C不符合;
D、正丁烷和异丁烷分子式相同,结构不同,为碳链异构,互为同分异构体,故D符合;
故选D.
点评:本题考查了同位素、同素异形体、同分异构体、同系物等化学基本概念,难度不大,明确这几个概念的区别是解本题的关键.