金刚石和石墨的硬度不同的原因是：构成它们的碳原子的排列方式不同。

金刚石与石墨是碳的同素异形体，同素异形体彼此间物理性质有差异要从结构上分析，即原子排列方式的不同造就了其物理性质的差异。金刚石中的碳原子是正四面体结构；石墨中的碳原子是正六边形结构，并且形成层状，硬度较小。