X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有相同的核外电子排布,则X元素处于Y元素的下一周期,X为金属元素,Y为非金属元素,A.X在Y的下一周期,则原子序数X>Y,故A错误;B.X在Y的下一周期,X的电子层多,则原子半径为X>Y,故B错误;C.X在Y的下一周期,X的电子层多,则电子层数为X>Y,故C错误;D.两种离子具有相同电子排布,原子序数大的离子半径下,则离子半径X<Y,故D正确;故选D.