A、因元素的原子半径是元素的性质，不能解释元素性质的周期性变化，故A错误；B、因元素的化合价属于元素的性质，则不能解释元素性质的周期性变化，故B错误；C、因第一电离能呈周期性变化，则不能解释元素性质的周期性变化，故C错误；D、因原子的核外电子排布中电子层数和最外层电子数都随原子序数的递增而呈现周期性变化，则引起元素的性质的周期性变化，故D正确；故选：D．
元素的性质随着元素的原子序数的递增呈周期性变化的规律
