分析:主族元素周期数等=电子层数,最外层电子数=族序数,书写各元素原子的核外电子排布式进行判断.
解答:解:A、H元素原子的核外电子排布式为1s1,电子层数为1,故处于第一周期,故A不选;
B、C元素原子的核外电子排布式为1s22s22p2,电子层数为2,故处于第二周期,故B不选;
C、O元素原子的核外电子排布式为1s22s22p4,电子层数为2,故处于第二周期,故C不选;
D、Cl元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5,电子层数为3,故处于第三周期,故D选;
故选D.
点评:本题考查结构与位置关系,比较基础,可以利用电子排布中的电子层进行判断.