A、分子可以再分，原子也可以再分，但在化学变化中原子是最小微粒，故A错误；B、分子可直接构成物质，原子也可以直接构成物质，如金属单质是由金属原子直接构成的，故B错误；C、分子、原子都可以保持物质的化学性质，关键取决于该物质的构成微粒，故C错误；D、化学变化的实质是分子分解为原子，原子重新结合生成新的分子，故D正确；故选D．
