D

$A$、对燃烧现象的深入研究，不是奠定近代化学基础的理论，不是化学成为一门科学的标志，故选项错误。
$B$、对空气组成的研究，不是奠定近代化学基础的理论，不是化学成为一门科学的标志，故选项错误。
$C$、英国科学家汤姆生发现电子之后，不是奠定近代化学基础的理论，不是化学成为一门科学的标志，故选项错误。
$D$、原子论和分子学说是认识和分析化学现象及本质的基础，是奠定了近代化学基础的理论，化学开始成为一门科学，故选项正确。
故选：$D$。