Urbain desenvolveu técnicas novas e mais eficientes para a separação de terras raras. Tirando vantagem dos pesos das terras raras, ele foi capaz de projetar procedimentos para separar as frações leves das pesadas, usando nitratos de magnésio e bismuto. Isso o permitiu testar e refutar uma série de "descobertas" inexatas de terras raras reivindicadas por outros cientistas.[2]
Urbain descoberto o elemento de lutécio (número atómico 71), independentemente, em 1907 quando ele demonstrou que a itérbia de Jean Charles Galissard de Marignac continha duas substâncias. Por meio da análise espectral de ambos, ele foi capaz de caracterizá-los e provar que eram elementos distintos..[3]:701[4] Urbain chamou seus dois componentes de "neoytterbia" e "lutecia".[5]
Esses componentes da itérbia foram isolados de forma independente na mesma época pelo químico austríaco Carl Auer von Welsbach[6] e pelo químico americano Charles James.[3][7] Urbain e Welsbach acusaram um ao outro de publicar resultados baseados na outra parte.[5][8][9] A disputa foi oficialmente resolvida em 1909 pela Comissão de Massa Atômica, que concedeu prioridade a Urbain como o primeiro a descrever a separação do lutécio do itérbio. O "lutecia" de Urbain foi adaptado ao "lutécio". O nome de Urbain "neoytterbium" foi temporariamente adotado, mas mais tarde o nome de Marignac foi restaurado para o elemento itterbium.[5][10][11]
Em 1911, Urbain isolou outro novo elemento que chamou de "celtium", mas seus estudos foram interrompidos pela Primeira Guerra Mundial. Em 1922, ele anunciou seu novo elemento, caracterizando totalmente seu espectro de emissão, mas erroneamente identificando-o como uma terra rara. George de Hevesy e Dirk Coster também o caracterizaram, colocando-o com mais precisão, e o chamaram de "háfnium". Uma controvérsia de décadas sobre crédito e nomenclatura acabou sendo decidida em favor do háfnium. Embora Urbain estivesse certo em detectar a presença de um novo elemento, os espectros e o comportamento químico que ele descreveu não eram uma boa combinação para o elemento isolado mais tarde. Em parte, a controvérsia resultou das diferentes técnicas usadas por químicos como Urbain, que favorecia as técnicas de redução química, e físicos que cada vez mais dependiam de novos métodos de espectroscopia de raios-X.[12]
Em 1919, Urbain completou um extenso estudo de espectros de fosforescência e demonstrou que traços de impurezas podem alterar drasticamente os resultados. Ao introduzir impurezas em misturas preparadas artificialmente, ele foi capaz de duplicar os resultados relatados por outros pesquisadores, testando novamente alegações sobre possíveis novos elementos.[2]
Russell, A. S. (1940). «Georges urbain (1872–1938)». Journal of the Society of Chemical Industry. 59. 343 páginas. doi:10.1002/jctb.5000592003
Bram, G; Jacques, J (1997). «Geoges Urbain(1872–1938) et l'unification des théories chimiques». Comptes Rendus de l Académie des Sciences - Series IIB - Mechanics-Physics-Chemistry-Astronomy. 325. 27 páginas. doi:10.1016/S1251-8069(97)83260-5
Weeks, Mary Elvira (1932). «The discovery of the elements: XVI. The rare earth elements». Journal of Chemical Education. 9 (10): 1751–1773. doi:10.1021/ed009p1751